一种光学系统及光学镜头技术方案

本实用新型专利技术提出一种光学系统，包括，透镜组，所述透镜组包括多个透镜；以及定焦镜头，设置在所述透镜组的像面侧，所述多个透镜与所述定焦镜头沿着主光轴依次排列；其中，所述光学系统的入瞳位置设置在所述透镜组的物面侧，且所述透镜组的像面侧视角匹配所述定焦镜头的物面侧视角。本实用新型专利技术提出的光学系统可用于检测具有圆弧面的产品。

【技术实现步骤摘要】
一种光学系统及光学镜头
本技术涉及光学成像
，特别涉及一种光学系统及光学镜头。
技术介绍
在工业检测中，以视觉检测物体表面特征是最为常见的检测类型，针对角度不大(视角不大于180度)的平面或曲面，可使用视场角较大的工业镜头来满足视野内表面成像的需求，但我们实际在工业检测中常常会遇到圆弧面，圆周面(瓶体外周，球体外周等)的周体表面检测，立体工件侧面一周的表面检测等。当遇到这样的检测需求，现有的解决方案一般是在圆周内几个角度均布几个对应的成像系统，通过几组相机分别成像来拼接检测或单独识别检测。这种检测方式不仅大大增加了检测的硬件成本(相机、镜头、光源等的几何倍数增加)且对软件算法的运算处理速度造成了很大的压力(同时处理多幅图像，协同检测或拼接检测)。针对以上的视觉成像需求，一个镜头如果能一次性同时采集到360度一周外轮廓图像的成像装置就可以很好的解决问题。目前市面上有一些通过增加反射镜的方式来拓展镜头取像的角度的光学方案，但这种方式存在一个很严重的问题，即不同角度的成像产生了不同大小的景深差异，这种情况下，镜头无法同时聚焦清晰，因此，这种方式在简单识别有无的检测项目上是可以用的，但针对特征细节的检测就无法满足要求了。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的缺陷，本技术提出一种光学系统，该光学系统可实现圆柱外形零件圆周外表面和顶面一次成像，提高工作效率。为实现上述目的，本技术提出一种光学系统，包括，透镜组，所述透镜组包括多个透镜；以及定焦镜头，设置在所述透镜组的像面侧，所述多个透镜与所述定焦镜头沿着主光轴依次排列；其中，所述光学系统的入瞳位置设置在所述透镜组的物面侧，且所述透镜组的像面侧视角匹配所述定焦镜头的物面侧视角。进一步地，所述透镜组于其物面侧的半视场角为22°。进一步地，所述透镜组包括第一透镜，第二透镜及第三透镜，所述第一透镜，第二透镜及第三透镜沿着主光轴依次排列。进一步地，所述光学系统的入瞳位置设置在所述第一透镜的物面侧。进一步地，所述光学系统的入瞳位置距离所述第一透镜的光学间隔在60-80mm。进一步地，所述第一透镜包括平凸透镜，所述第一透镜的物面侧为平球面，所述第一透镜的像面侧为凸球面，所述第一透镜的像面侧的曲率半径在151-152mm之间。进一步地，所述第二透镜包括凸平透镜，所述第二透镜的物面侧为凸球面，所述第二透镜的像面侧为平球面，所述第二透镜的物面侧的曲率半径在151-152mm之间。进一步地，所述第三透镜包括平凸透镜，所述第三透镜的物面侧为平球面，所述第三透镜的像面侧为凸球面，所述第三透镜的像面侧的曲率半径在89-90mm之间。进一步地，所述第一透镜至所述第二透镜的光学间隔在5.7-5.9mm，所述第二透镜至所述第三透镜的光学间隔在10.1-10.3mm。进一步地，所述第三透镜至所述定焦镜头的光学间隔在120-180mm。进一步地，所述定焦镜头位于所述第三透镜的像面侧，所述定焦镜头于其物面侧半视角在24°-25°。进一步地，本实施例提出一种光学镜头，包括：壳体；以及光学系统，设置在所述壳体内，所述光学系统包括：透镜组，所述透镜组包括多个透镜；以及定焦镜头，设置在所述透镜组的像面侧，所述多个透镜与所述定焦镜头沿着主光轴依次排列；其中，所述光学系统的入瞳位置设置在所述透镜组的物面侧，且所述透镜组的像面侧视角匹配所述定焦镜头的物面侧视角。综上所述，本技术提出一种光学系统及光学镜头，通过将光学系统的入瞳位置设置在第一透镜的物面侧，且根据入瞳位置和第一透镜的有效口径来调整光学系统的物面侧主光线的收敛角度，从而实现透镜组的像面侧视角和定焦镜头的物面侧视角相匹配，由此来成像360度视场的图像。附图说明图1：本实施例提出的光学系统的结构示意图。图2：本实施例中光学系统的光学传递函数图。图3：本实施例中光学系统的像面照度图。图4：本实施例中光学系统的弥散圆图。图5：本实施例提出的光学镜头的简要示意图。具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本技术的其他优点与功效。本技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本技术的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本技术的基本构想，遂图式中仅显示与本技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。如图1所示，本实施例提出一种光学系统100，该光学系统100包括透镜组110及定焦镜头120，透镜组110和定焦镜头120沿着主光轴10依次排列。如图1所示，在本实施例中，该透镜组110例如包括三个透镜，例如包括第一透镜111，第二透镜112及第三透镜113。第一透镜111，第二透镜112和第三透镜113沿着主光轴10依次排列。在本实施例中，第一透镜111例如为平凸透镜，第一透镜111的物面侧为平面，第一透镜111的像面侧为凸球面，第一透镜111的像面侧的曲率半径例如在151-151.4mm之间，例如为151.35mm。第二透镜112例如为凸平透镜，第二透镜112的物面侧为凸球面，第二透镜112的物面侧的曲率半径在151-151.4mm之间，例如为151.35mm，第二透镜112的像面侧为平面。第三透镜113例如为平凸透镜，第三透镜113的物面侧为平面，第三透镜113的像面侧为凸球面，第三透镜113的像面侧的曲率半径例如在89.5-90mm之间，例如为89.75mm。在本实施例中，第一透镜111和第二透镜112的结构相同，区别在于第一透镜111的物面侧为第二透镜112的像面侧，第一透镜111的像面侧为第二透镜112的物面侧。第一透镜111，第二透镜112和第三透镜113的外径相同，例如为80mm。其中，为了保证成像质量，各所述透镜的曲率半径的公差约束在牛顿环3-5个光圈范围内。需要说明的是，所述各透镜的形状参数可以根据需要进行灵活的调整，并不限于上述列举的参数。如图1所示，在本实施例中，该透镜组110包括三个透镜，在其他实施例中，透镜组110还可以包括四个，五个或更多个透镜，当透镜组110包括更多个透镜时，各个透镜的形状参数允许进行调整，各个透镜之间的光学间隔也允许调整。如图1所示，在本实施例中，将第一透镜111至第二透镜112的光学间隔定义为第一光学间隔d1，将第二透镜112至第三透镜113的光学间隔定义为第二光学间隔d2，第一光学间隔d1小于第二光学间隔d2，第一光学间隔d1例如在5.7-5.9mm之间，例如为5.8mm；第二光学间隔d2例如在10.2-10.3mm之间，例如为10.2mm。在本实施例中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光学系统，其特征在于，包括，/n透镜组，所述透镜组包括多个透镜；以及/n定焦镜头，设置在所述透镜组的像面侧，所述多个透镜与所述定焦镜头沿着主光轴依次排列；/n其中，所述光学系统的入瞳位置设置在所述透镜组的物面侧，且所述透镜组的像面侧视角匹配所述定焦镜头的物面侧视角。/n

【技术特征摘要】
1.一种光学系统，其特征在于，包括，
透镜组，所述透镜组包括多个透镜；以及
定焦镜头，设置在所述透镜组的像面侧，所述多个透镜与所述定焦镜头沿着主光轴依次排列；
其中，所述光学系统的入瞳位置设置在所述透镜组的物面侧，且所述透镜组的像面侧视角匹配所述定焦镜头的物面侧视角。


2.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述透镜组于其物面侧的半视场角为22°。


3.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述透镜组包括第一透镜，第二透镜及第三透镜，所述第一透镜，第二透镜及第三透镜沿着主光轴依次排列。


4.根据权利要求3所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统的入瞳位置设置在所述第一透镜的物面侧。


5.根据权利要求3所述的光学系统，其特征在于，所述光学系统的入瞳位置距离所述第一透镜的光学间隔在60-80mm。


6.根据权利要求3所述的光学系统，其特征在于，所述第一透镜包括平凸透镜，所述第一透镜的物面侧为平球面，所述第一透镜的像面侧为凸球面，所述第一透镜的像面侧的曲率半径在151-152mm之间。


7.根据权利要求3所述的光学系统，其特征在于，所述第二透镜包括凸平透镜，所述第二透镜的物面侧为凸球面，所述第二透镜的像面侧为平球面，所述第二透镜的物面侧的曲率半径在151-152mm之间。


8.根据权利要求3所述的光学系统，其特征在于，所述第三透镜包括平凸透镜，所述第三透镜的物面侧为平球面，所述第三透镜的像面侧为凸球面，所述第三透镜的像面侧的曲率半径在89-90mm之间。


9.根据权利要求3所述的光学系统，其特征在于，所述第一透镜至所述第二透镜的光学间隔在5.7-5.9mm，所述第二透镜至所述第三透镜的光学间隔在10.1-10.3mm。


10.根据权利要求3所述的光学系统，其特征在于，所述第三透镜至所述定焦镜头的光学间隔在120-180mm。


11.根据权利要求3所述的光学系统，其特征在于，所述定焦镜头位于所述第三透镜的像面侧，所述定焦镜头于其物面侧半视角在24°-25°。


12.一种光学镜头，其特征在于，包括：

【专利技术属性】
技术研发人员：余承桓，
申请(专利权)人：苏州协尔智能光电有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32