远心镜头及机械视觉检测设备制造技术

本申请提供了一种远心镜头及机械视觉检测设备，远心镜头包括：第一透镜模块，所述第一透镜模块的光焦度为正；第二透镜模块，包括光源、分光镜和用于降低所述远心镜头的色差的第一透镜组和第二透镜组，所述光源设于所述分光镜上，所述分光镜用于反射所述光源发出的光线以照明被测物，且用于透射所述第一透镜组射向所述第二透镜组的光线；所述第二透镜模块的光焦度为负；第三透镜模块，所述第三透镜模块的光焦度为正；所述第一透镜模块、第一透镜组、分光镜、第二透镜组和第三透镜模块沿光线传播方向依次排列设置。本申请提供的远心镜头及机械视觉检测设备，降低了杂散光对成像的干扰，提高了成像质量。高了成像质量。高了成像质量。

【技术实现步骤摘要】
远心镜头及机械视觉检测设备


[0001]本申请属于机器视觉的
，更具体地说，是涉及一种远心镜头及机械视觉检测设备。

技术介绍

[0002]机器视觉即采用机器代替人眼来做测量和判断，属于人工智能的一个分支。随着人工智能的迅猛发展，对于机器视觉的成像系统的要求也越来越高。市面上也涌现出各式各样的工业镜头，其中远心镜头由于物体距离变化不影响图像的放大率的这一独特的技术优势，被广泛应用在精密测量、非接触光学测量等领域。
[0003]现有的远心镜头通常包括第一透镜、第二透镜、分光镜和光源，其中第一透镜、第二透镜和分光镜沿光线传播方向依次排列设置，光源位于分光镜上方；分光镜将光源发出的光线反射，并经第一透镜和第二透镜透射至被测物上，达到照明被测物的作用；同时分光镜会将部分光线直接反射至像面，与从被测物反射过来的光线产生干涉，干扰成像，导致成像质量低。

技术实现思路

[0004]本申请实施例的目的在于提供一种远心镜头及机械视觉检测设备，以解决现有技术中存在的成像质量低和精度不高的技术问题。
[0005]为实现上述目的，本申请采用的技术方案之一是：提供一种远心镜头，包括：
[0006]第一透镜模块，所述第一透镜模块的光焦度为正；
[0007]第二透镜模块，包括光源、分光镜和用于降低所述远心镜头的色差的第一透镜组和第二透镜组，所述光源设于所述分光镜上，所述分光镜用于反射所述光源发出的光线以照明被测物，且用于透射所述第一透镜组射向所述第二透镜组的光线；所述第二透镜模块的光焦度为负；/>[0008]第三透镜模块，所述第三透镜模块的光焦度为正；
[0009]所述第一透镜模块、第一透镜组、分光镜、第二透镜组和第三透镜模块沿光线传播方向依次排列设置。
[0010]通过采用上述技术方案，分光镜将光源发出的光线反射至被测物上以使被测物被照亮，被测物反射光线经过第一透镜模块进行汇聚，再经第一透镜组减小了色差，然后透射第二透镜组进一步减小了远心镜头的色差；最后射向第三透镜模块进行汇聚成像；其中，分光镜位于第一透镜组和第二透镜组之间，一方面，分光镜距离被测物更近了，使得光源的发出光线经过更少的透镜的透射到达被测物，能够更好的照亮被测物，减小了杂散光的产生和传播，以提高测量精度；另一方面，分光镜与像侧之间存在第二透镜组，减少了光线不经过被测物反射而直接反射至像侧的次数，避免光源发出的光线直接射向成像平面而干扰成像，从而提高成像质量。
[0011]在一个实施例中，所述第一透镜组包括用于减小所述远心镜头色差的第二镜片和
第三镜片；所述第三镜片与所述第二镜片靠近所述分光镜的一侧相连；
[0012]所述第二镜片为具备正光焦度的双凸透镜，所述第二镜片的折射率满足：1.43<n<1.50，所述第二镜片的阿贝数满足：81<v<96；
[0013]所述第三镜片为具备负光焦度的凹透镜，所述第三镜片的折射率满足：1.71<n<1.8，所述第三镜片的阿贝数满足：41<v<49。
[0014]通过采用上述技术方案，先对光线进行汇聚后在发散，去除一部分杂散光，减小了色差；高阿贝数的第二镜片与低阿贝数的第三镜片、以及折射率不同的组合形成双胶合消色差透镜组，极大程度上降低了远心镜头的色差。
[0015]可选地，所述第二镜片采用异常色散材料制成，所述异常色散材料包括氟化钙、含有无机氧化亚磷/硼化合物的氧化硅玻璃和萤石等。
[0016]通过采用上述技术方案，采用以上材料制成的镜片，能够有效的消除远心镜头的色差，提高分辨率。
[0017]在一个实施例中，所述第一透镜组还包括设于所述第三镜片与所述分光镜之间的第四镜片，所述第四镜片为具有正光焦度的弯月形透镜，所述第四镜片的凹面朝向所述第三镜片所在的一侧。
[0018]通过采用上述技术方案，第一方面，光焦度为正的第四镜片利用其弯月的形状，使得光束射入后进行聚集，减小其发散，从而降低镜头的色散；第二方面，第四镜片与第一透镜组配合能够减小镜头的球差和垂轴色差。
[0019]可选地，所述第四镜片的折射率满足：1.78<n<1.85,所述第四镜片的阿贝数满足：23<v<26。
[0020]通过采用上述技术方案，所述第四镜片所产生的正畸变与第二镜片和第三镜片产生的负畸变互补，从而减小了镜头的畸变，降低图像失真度，提高成像质量。
[0021]在一个实施例中，所述第二透镜组包括用于减小所述远心镜头色差的第五镜片和第六镜片，所述第六镜片与所述第五镜片远离所述分光镜的一侧相连；所述第五镜片的光焦度为正，所述第六镜片的光焦度为负。
[0022]通过采用上述技术方案，与第一透镜组作用相同，能够进一步降低远心镜头的色差。
[0023]可选地，所述第五镜片的折射率满足：1.59<n<1.64，所述第五镜片的阿贝数满足：65<v<69；所述第六镜片的折射率满足：1.59<n<1.62，所述第六镜片的阿贝数满足：38<v<45。
[0024]通过采用上述技术方案，高低阿贝数的镜片组合，进一步降低远心镜头的色差。
[0025]在一个实施例中，所述第二透镜组还包括用于约束光线宽度和强度的光阑和用于扩散经所述光阑约束后的光线的第七镜片，所述光阑、所述第七镜片和所述第三透镜模块沿光线传播方向依次排列设置；所述第七镜片的光焦度为负。
[0026]通过采用上述技术方案，光阑对经第一透镜组透射后的光线进行约束，控制光线的宽度和强度，第七镜片对经过光阑约束后的光线进行扩散，避免杂散光全部进入第三透镜模块造成图像失真或形成鬼像。
[0027]可选地，所述光阑与所述第六镜片之间的距离小于所述光阑与所述第七镜片之间的距离。
[0028]通过采用上述技术方案，此距离能够使宽度和强度在较佳范围内的光线进入光阑，从而控制成像的质量。
[0029]可选地，所述光阑为孔径光阑。
[0030]通过采用上述技术方案，孔径光阑可遮掉光束中偏离近轴光线较大的光线，利于提高成像的清晰度、亮度和景深。
[0031]在一个实施例中，所述第七镜片为双凸透镜；
[0032]或，所述第七镜片为平凹透镜，所述第七镜片的凹面朝向所述光阑所在的一侧。
[0033]通过采用上述技术方案，利于对光线的扩散，防止杂散光全部涌入第三透镜模块，造成鬼像。
[0034]在一个实施例中，所述第三透镜模块为弯月形透镜，且所述第三透镜模块的凹面朝向所述第二透镜模块所在的一侧；所述第三透镜模块与所述第二透镜组关于所述光阑形成用于校正慧差和色散的类对称结构。
[0035]通过采用上述技术方案，一方面，第三透镜模块与第七镜片配合，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种远心镜头，其特征在于，包括：第一透镜模块，所述第一透镜模块的光焦度为正；第二透镜模块，包括光源、分光镜和用于降低所述远心镜头的色差的第一透镜组和第二透镜组，所述光源设于所述分光镜上，所述分光镜用于反射所述光源发出的光线以照明被测物，且用于透射所述第一透镜组射向所述第二透镜组的光线；所述第二透镜模块的光焦度为负；第三透镜模块，所述第三透镜模块的光焦度为正；所述第一透镜模块、第一透镜组、分光镜、第二透镜组和第三透镜模块沿光线传播方向依次排列设置。2.如权利要求1所述的远心镜头，其特征在于，所述第一透镜组包括用于减小所述远心镜头色差的第二镜片和第三镜片；所述第三镜片与所述第二镜片靠近所述分光镜的一侧相连；所述第二镜片为具备正光焦度的双凸透镜，所述第二镜片的折射率满足：1.43<n<1.50，所述第二镜片的阿贝数满足：81<v<96；所述第三镜片为具备负光焦度的凹透镜，所述第三镜片的折射率满足：1.71<n<1.8，所述第三镜片的阿贝数满足：41<v<49。3.如权利要求2所述的远心镜头，其特征在于，所述第一透镜组还包括设于所述第三镜片与所述分光镜之间的第四镜片，所述第四镜片为具有正光焦度的弯月形透镜，所述第四镜片的凹面朝向所述第三镜片所在的一侧。4.如权利要求1所述的远心镜头，其特征在于，所述第二透镜组包括用于减小所述远心镜头色差的第五镜片和第六镜片，所述第六镜片与所述第五镜片远离所述分光镜的一侧相连；所述第五镜片的光焦度为正，所述第六镜片的光焦度为负。5.如权利要求4所述的远心镜头，其特征在于，所述第二透镜组还包括用于约束光线宽度和强度...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧阳霞，肖生柱，
申请(专利权)人：深圳市东正光学技术股份有限公司，
类型：新型
国别省市：