本实用新型专利技术公开了一种用于机器视觉检测的大视场无CaF2超消色差镜头，所述超消色差镜头由透镜及光阑面组成，所述透镜及光阑面包括从物面到像面依次排列的前组、中间组及后组；所述前组与中间组间的距离为21.1698±0.5mm，所述中间组与后组间的距离为14.1420±0.1mm；前组包括顺序排列的第一正透镜、第二正透镜和第一负透镜；中间组包括顺序排列的第三正透镜、第二负透镜、第四正透镜、第三负透镜和第五正透镜；后组包括第四负透镜和第六正透镜。本实用新型专利技术具有大视场、高分辨率、低畸变及超消色差特性，无CaF2材料降低制造成本，应用于机器视觉检测可以大幅提升机器视觉检测的精度。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种用于机器视觉检测的大视场无CaF2超消色差镜头，所述超消色差镜头由透镜及光阑面组成，所述透镜及光阑面包括从物面到像面依次排列的前组、中间组及后组；所述前组与中间组间的距离为21.1698±0.5mm，所述中间组与后组间的距离为14.1420±0.1mm；前组包括顺序排列的第一正透镜、第二正透镜和第一负透镜；中间组包括顺序排列的第三正透镜、第二负透镜、第四正透镜、第三负透镜和第五正透镜；后组包括第四负透镜和第六正透镜。本技术具有大视场、高分辨率、低畸变及超消色差特性，无CaF2材料降低制造成本，应用于机器视觉检测可以大幅提升机器视觉检测的精度。【专利说明】一种用于机器视觉检测的大视场无 CaF2超消色差镜头
本专利技术涉及光学成像技术中机器视觉检测设备，具体是一种用于机器视觉检测的 大视场无 CaF2超消色差镜头。
技术介绍
机器视觉检测是现代工业常用的检测技术，其集合了光学、精密仪器制造、控制、 计算机图像处理等多门学科。近年来，随着我国工业集成化、智能化程度的提升，对机器视 觉检测镜头的成像质量的要求也在不断提高。传统的机器视觉检测镜头都无法做到在大视 场情况下的复消色差或超消色差设计。轴向色差的存在严重限制了镜头成像质量的提高。 超消色差的原理是对5个波长的光线在0.707带校正色差，这极大地提高了镜头的 成像质量，与传统的机器视觉检测镜头相比，在相同使用条件下，超消色差镜头成像更加清 晰，分辨率更高。 公开号为CN104808315的中国专利所设计的镜头具有较大的视场，但未校正轴向 色差。 公开号为CN103499871的中国专利所设计的镜头实现了超消色差，但其视场较小， 无法适用于机器视觉检测。
技术实现思路
本专利技术专利目的在于克服现有机器视觉检测镜头无法实现大视场条件下的高分 辨率超消色差的要求，提供一种用于机器视觉检测的大视场无 CaF2超消色差镜头，该超消 色差镜头符合大视场、高分辨率、低畸变、高像质要求。实现本专利技术专利目的的技术方案： -种用于机器视觉检测的大视场无 CaF2超消色差镜头，由透镜及光阑面组成，所 述透镜及光阑面包括从物面到像面依次排列的前组、中间组及后组;所述前组与中间组间 的距离为21.1698 ± 0.5mm，所述中间组与后组间的距离为14.1420 ± 0.1 mm; 所述前组具有视场转换功能，包括从物面到像面顺序排列的第一正透镜、第二正 透镜和第一负透镜；所述中间组具有高分辨率功能，包括顺序排列的第三正透镜、第二负透镜、第四正 透镜、第三负透镜和第五正透镜；所述后组具有补偿轴向色差功能，包括第四负透镜和第六正透镜。所述正透镜均具有正折射能力。 所述透镜表面可以为球面也可以为非球面。 所述第二正透镜与第一负透镜组成一第一双胶合透镜，第二负透镜与第四正透镜 组成一第二双胶合透镜，第四负透镜与第六正透镜组成一第三双胶合透镜，双胶合透镜具 有较大光焦度。 所述后组还包括第五负透镜，所述第五负透镜置于第五正透镜与第四负透镜之 间。 所述中间组还包括一光阑面，所述光阑面置于第四正透镜与第三负透镜之间。 所述镜头的物方视场为60mm X 60mm，像方视场8mm X 8mm，全视场像方成像分辨率 达到280cycles/mm，物方分辨率为10.7μηι。 该镜头的工作距离为240mm，焦距f ' = 80mm，相对孔径D/f ' = 0.325，物方视场角2 ω = 14.25° ;镜头畸变小，畸变值小于0.1 %，且镜头内的透镜均不含CaF2材料。 所述镜头实现超消色差的波段范围为0.4μπι-0.7μπι。 所述镜头实现超消色差的波长为0 · 436μπι、0 · 474μπι、0 · 520μπι、0 · 575μπι和0 · 680μπι 五种波长，残余位置色差值〈3.143Ε-4。 所述镜头在可见光光谱范围内，任意两条及以上波长的光线在0.707带残余位置 色差值I δ ' λ1-δ ' A21〈5.62Ε-4，其中δ ' A1表示波长为λ?时，〇. 7带光的轴向像差值;δ ' A2表示波 长为λ2时，0.7带光的轴向像差值。本专利技术具有如下特点： 1.本专利技术在0.4μπι-0.7μπι波段实现超消色差，成像质量高； 2.本专利技术在可见光光谱范围内，任意两条及以上波长的光线在0.707带残余位置 色差值I δ ' λ1-δ ' A21〈5.62Ε-4，具有较好的色差校正效果； 3.本专利技术具有大视场下的高分辨率特性，物方分辨率高； 4.本专利技术具有较小的畸变，物体成像变形小，利于减小机器视觉检测的误差； 5.本专利技术采用无 CaF2材料，镜头制造成本低。 本专利技术的有益效果为:本专利技术具有大视场、高分辨率、低畸变及超消色差特性，无 CaF2材料降低制造成本，应用于机器视觉检测可以大幅提升机器视觉检测的精度。【附图说明】 图1为本专利技术实施例1中镜头的光路图； 图2为本专利技术实施例1中镜头的调制传递函数图；图3为本专利技术实施例1中镜头的点列图；图4为本专利技术实施例1中镜头的场曲与畸变图；图5为本专利技术实施例1中镜头的纵向像差图；图6为本专利技术实施例1中镜头的衍射环绕的能量分布图；图7为本专利技术实施例1中镜头的点扩散函数图； 图8为本专利技术实施例1中镜头的光线扇形图； 图9为本专利技术实施例1中镜头在可见光光谱内的纵向像差图。 图10为本专利技术实施例2中镜头的光路图；图11为本专利技术实施例2中镜头的调制传递函数图；图12为本专利技术实施例2中镜头的点列图； 图13为本专利技术实施例2中镜头的场曲与畸变图； 图14为本专利技术实施例2中镜头的纵向像差图；图15为本专利技术实施例2中镜头的衍射环绕的能量分布图；图16为本专利技术实施例2中镜头的点扩散函数图； 图17为本专利技术实施例2中镜头的光线扇形图； 图18为本专利技术实施例2中镜头在可见光光谱内的纵向像差图。【具体实施方式】 下面结合附图和实施例对本专利技术专利进行进一步说明，但不是对本专利技术专利的限 定。 实施例1 如图1，一种应用于机器视觉检测的大视场无 CaF2超消色差镜头，所述超消色差镜 头由透镜及光阑面组成，所述透镜及光阑面分为具有视场转换功能的前组6 1、高分辨率成 像功能的中间组62及补偿轴向色差功能的后组G3,所述前组6 1、中间组62及后组G3从物面到 像面依次排列，三组均具有正光焦度;所述前组6 1与中间组62间的距离为21.1698±0.5mm， 中间组G2与后组G 3间的距离为14.1420±0· 1謹； 所述前组61包括顺序排列的第一正透镜Ll、第二正透镜L2和第一负透镜L3,第二 正透镜L2与第一负透镜L3组成一第一双胶合透镜。 中间组G2包括顺序排列的第三正透镜L4、第二负透镜L5、第四正透镜L6、光阑面、 第三负透镜L7和第五正透镜L8,第二负透镜L5与第四正透镜L6组成一第二双胶合透镜。 后组G3包括第四负透镜L9和第六正透镜LlO，第四负透镜L9和第六正透镜LlO组成 一第三双胶合透镜，组成的双胶合透镜具有较大光焦度。本实施例中所使用透镜均为球面透镜。所述超消色差镜头采用三段式结构，镜头的透镜单元均为不含CaF2材料制成的透 镜。镜头的工作距离为240mm，焦距f' = 80mm，相对孔径D/f本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于机器视觉检测的大视场无CaF2超消色差镜头，其特征在于，所述超消色差镜头由透镜及光阑面组成，所述透镜及光阑面包括从物面到像面依次排列的前组、中间组及后组；所述前组与中间组间的距离为21.1698±0.5mm，所述中间组与后组间的距离为14.1420±0.1mm；所述前组包括顺序排列的第一正透镜、第二正透镜和第一负透镜；所述中间组包括顺序排列的第三正透镜、第二负透镜、第四正透镜、第三负透镜和第五正透镜；所述后组包括第四负透镜和第六正透镜。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：高兴宇，杨骜，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：新型
国别省市：广西;45
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