一种大靶面线扫瞄镜头光学系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种大靶面线扫瞄镜头光学系统，其中，光学系统是由具有正光焦度的第一透镜、正光焦度的第二透镜、负光焦度的第三透镜、负光焦度的第四透镜、正光焦度的第五透镜、正光焦度的第六透镜和滤光片组成，沿光轴从被摄物体向像平面侧的顺序排列，不同距离被摄物体可通过镜头整体移动实现在像面处清晰成像。本光学系统全部采用玻璃球面透镜，全视场光学畸变小于0.1%，可匹配对角线尺寸小于45mm的大靶面芯片使用。

An Optical System for Line Scanning Lens with Large Target Surface

【技术实现步骤摘要】
一种大靶面线扫瞄镜头光学系统
本专利技术属于机器视觉
，具体涉及一种大靶面线扫瞄镜头光学系统。
技术介绍
近年来，随着国家“2025”智能制造战略的推进，工业自动化得到大力发展，在高精度的测量领域，越来越多先用大靶面高分辨率采用线扫描相机，传统机器视觉镜头解析度低，畸变偏大，测量精度低，靶面覆盖范围小。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种大靶面线扫瞄镜头光学系统，可匹配对角线尺寸小于45mm的大靶面芯片使用。为达到这样的目的，本专利技术所提供的技术方案是：光学系统是由具有正光焦度的第一透镜、正光焦度的第二透镜、负光焦度的第三透镜、负光焦度的第四透镜、正光焦度的第五透镜、正光焦度的第六透镜和滤光片组成，沿光轴从被摄物体向像平面侧的顺序排列。所述第一透镜是凸向物方的凸凹球面透镜，光焦度为负，采用重镧火石玻璃；所述第二透镜是凸凹球面透镜，光焦度为正，采用重冕玻璃；所述第三透镜是凸凹球面透镜，光焦度为负，采用重火石玻璃；所述第四透镜是凹凸球面透镜，光焦度为负，采用重火石玻璃；所述第五透镜是凹凸球面透镜，光焦度为正，采用镧火石玻璃；所述第六透镜是双凸球面透镜，光焦度为正，采用镧火石玻璃。所述第二透镜与第三透镜粘接成胶合透镜，光焦度为负。镜头焦距f、第一透镜焦距f1，胶合透镜焦距fjh，第四透镜焦距f4，第五透镜焦距f5，第六透镜焦距f6满足：0.7<|f1/f|<1.2；0.7<|fjh/f|<1.2；0.7<|f4/f|<1.2；0.7<|f5/f|<1.2；0.8<|f6/f|。镜头系统光阑位于第三透镜和第四透镜之间。镜头光学系统总长TOTR满足：1.2<TOTR/f<1.6。较现有技术，本专利技术有如下有点：1.本专利技术采用六片玻璃球面透镜，通过优化设计，合理分配光焦度，有效降低公差敏感度，实现直径45mm超大靶面覆盖。2.本专利技术清晰度高，可满足10um级线扫描相机使用要求。3.本专利技术结构简单，体积小巧，可满足自动化设备小型化需求，有效避免采用大靶面感光芯片后带来的体积肥大问题。4.本专利技术全部采用球面透镜，结构简单，加工灵活，性价比高。附图说明下面结合附图对本专利技术的具体实施例作进一步详细的说明。图1是本专利技术光学系统图；图2是本专利技术场曲和畸变图；图3是本专利技术MTF曲线图。具体实施方式结合图1，该大靶面线扫瞄镜头光学系统沿光轴方向从物方到像方依次是：具有正光焦度的第一透镜(L1)、正光焦度的第二透镜(L2)、负光焦度的第三透镜(L3)、负光焦度的第四透镜(L4)、正光焦度的第五透镜(L5)、正光焦度的第六透镜(L6)和滤光片(L7)。所述第一透镜(L1)是凸向物方的凸凹球面透镜，光焦度为负，采用重镧火石玻璃；所述第二透镜(L2)是凸凹球面透镜，光焦度为正，采用重冕玻璃；所述第三透镜(L3)是凸凹球面透镜，光焦度为负，采用重火石玻璃；所述第四透镜(L4)是凹凸球面透镜，光焦度为负，采用重火石玻璃；所述第五透镜(L5)是凹凸球面透镜，光焦度为正，采用镧火石玻璃；所述第六透镜(L6)是双凸球面透镜，光焦度为正，采用镧火石玻璃。镜头焦距f、第一透镜焦距f1，胶合透镜焦距fjh，第四透镜焦距f4，第五透镜焦距f5，第六透镜焦距f6满足：0.7<|f1/f|<1.2；0.7<|fjh/f|<1.2；0.7<|f4/f|<1.2；0.7<|f5/f|<1.2；0.8<|f6/f|。本专利技术重点依托双高斯架构，通过上述玻璃形状、玻璃材料及各透镜光焦度的优化分配，严格控制每个光学面的光线入射角度，有效控制了系统的畸变、场曲、慧差及色差等光学像差，降低了系统敏感度，同时实现超大靶面覆盖，减少了元件加工难度，采用本系统的镜头具有高性价比。镜头系统光阑位于第三透镜(L3)和第四透镜(L4)之间。镜头光学系统总长TOTR满足：1.2<TOTR/f<1.6。具体地，在本实施例中，本鱼眼镜头光学系统的焦距f为50mm，光圈为F2.8，视场角2ω＝48°，光学总长TOTR＝70mm，详细参数如下表：图1是本专利技术光学系统图；图2是本专利技术场曲和畸变图；图3是本专利技术MTF曲线图。本专利技术通过上述结构实现了焦距50mm时，可覆盖到直径45mm的超大靶面。全视场最大光学畸变0.08％，可有效保证采用本专利技术自动化设备机器视觉精度。全视场50lp/mm的MTF值>0.2,可满足10um级线扫描相机使用要求。如上所述是结合具体内容提供的的优选实施例，并不用限制本专利技术，凡与本专利技术的方法、结构等近似、雷同，或是对于本专利技术构思前提下做出任何修改、等同替换和改进等，都应当视为本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大靶面线扫瞄镜头光学系统，其中，光学系统是由具有正光焦度的第一透镜、正光焦度的第二透镜、负光焦度的第三透镜、负光焦度的第四透镜、正光焦度的第五透镜、正光焦度的第六透镜和滤光片组成，沿光轴从被摄物体向像平面侧的顺序排列。

【技术特征摘要】
1.一种大靶面线扫瞄镜头光学系统，其中，光学系统是由具有正光焦度的第一透镜、正光焦度的第二透镜、负光焦度的第三透镜、负光焦度的第四透镜、正光焦度的第五透镜、正光焦度的第六透镜和滤光片组成，沿光轴从被摄物体向像平面侧的顺序排列。2.如权利要求1所述的大靶面线扫瞄镜头光学系统，其特征在于：所述第一透镜是凸向物方的凸凹球面透镜，光焦度为负，采用重镧火石玻璃；所述第二透镜是凸凹球面透镜，光焦度为正，采用重冕玻璃；所述第三透镜是凸凹球面透镜，光焦度为负，采用重火石玻璃；所述第四透镜是凹凸球面透镜，光焦度为负，采用重火石玻璃；所述第五透镜是凹凸球面透镜，光焦度为正，采用镧火石玻璃；所述第六透镜是双凸球面透镜，光焦度为正，采用镧火石玻璃。3.如权利要求1所述的大靶面线扫瞄镜头...

【专利技术属性】
技术研发人员：阮川璞，赵武，
申请(专利权)人：南阳市海科光电有限责任公司，
类型：新型
国别省市：河南,41