【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光学成像系统，尤其是涉及一种物面为球面的定倍率成像光学系统。
技术介绍
1、传统的视觉检测镜头都是以物面为平面设计，对焦物面和ccd芯片互为共轭关系。无论是定焦成像系统，远心成像系统，定倍或显微等成像系统都是基于平面成像的系统。但视觉检测常常会遇到曲面物体的特征检测或识别。传统以平面为基础的镜头在面对这类物体时一般会遇到2个问题：1、因为景深不够，而造成曲面成像区域内清晰度的不一致，简单的增大景深又会降低图像的亮度和分辨率，不仅拉低了检测的效率而且容易造成误判和漏检。2、因为曲面各个位置的反光角度不同，平面成像的镜头一般容易出现曲面特征在成像时亮度不均匀的问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种物面为球面的定倍率成像光学系统，以解决上述技术问题。
2、本专利技术提供一种物面为球面的定倍率成像光学系统，包括由物面到像面依次间隔布置的第一透镜、第二透镜、胶合片、孔径光阑、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜和第八透镜，所述胶合片包括相互贴合的第一透片和第二透片；所述第一透镜、第二透镜、胶合片、孔径光阑、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜和第八透镜之间的光学间隔依次为0.5mm、2.3mm、7mm、6mm、6.47mm、3.06mm、3.51mm和3.82mm；
3、定义每个透镜靠近物面一侧的曲率为镜片的物面曲率，靠近像面一侧的曲率为镜片的像面曲率，且曲率凸面朝物面为正，凸面朝像面为负；组成系统透镜曲率的参数为：第一透镜的物面曲率
4、定倍率成像光学系统的起始对焦物距为200mm，像距为14mm，光学总长为70mm。
5、进一步的，第一透镜、第二透镜、第一透片、第二透片、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜和第八透镜均由透明玻璃制成。
6、进一步的，定倍率成像光学系统的入瞳直径为18.81mm，光圈为f/6；像面尺寸直径为18.4mm，放大倍率为0.5倍。
7、进一步的，所述第一透镜到第二透镜的光学间隔为0.5mm，公差为±0.02mm；第二透镜到胶合片的光学间隔为2.3mm，公差为±0.05mm；胶合片到光阑的光学间隔为7mm，公差为±0.02mm；光阑到第四透镜的光学间隔为6mm，公差为±0.02mm；第四透镜到第五透镜的光学间隔为6.47mm，公差为±0.02mm；第五透镜到第六透镜的光学间隔为3.06mm，公差为±0.02mm；第六透镜到第七透镜的光学间隔为3.51mm，公差为±0.02mm；第七透镜到第八透镜的光学间隔为3.82mm，公差为±0.02mm。
8、进一步的，定倍率成像光学系统的工作波段在486nm-650nm之间。
9、进一步的，所述物面中心到所述像面的距离为270mm。
10、进一步的，定倍率成像光学系统的像面弯曲不超过0.636mm。
11、进一步的，定倍率成像光学系统的最大光学畸变小于4.32％。
12、进一步的，第一透镜采用冕牌玻璃；第二透镜采用重磷冕牌玻璃；第一透片采用重火石玻璃,第二透片采用重冕牌玻璃；第四透镜采用火石玻璃；第五透镜采用重磷冕牌玻璃；第六透镜采用重镧冕牌玻璃；第七透镜采用镧冕牌玻璃；第八透镜采用重冕牌玻璃。
13、进一步的，该定倍率成像光学系统用于测量物距为200mm处的曲率半径为22mm的物体和成像像面直径φ18.4mm及以下的工业相机。
14、本专利技术的技术方案通过相对于现有技术的有益效果是：
15、该光学系统通过设计各个组成透镜的曲率、对焦物距、像距、透镜间的光学间隔以及各个透镜的材质等参数，解决曲面成像区域内清晰度不一致的问题以及曲面特征在成像时亮度不均匀的问题。其保证了一定曲面范围内为同一个对焦面，它共轭于ccd的平面，这样无论是对焦的一致性还是反光的不规则性的问题都能很大程度上得到控制和解决。同时这样的设计也提供了未来视觉检测在遇到特殊的面型时可以采用非标面型为物面的设计思路。
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1.一种物面为球面的定倍率成像光学系统，其特征在于，包括由物面到像面依次间隔布置的第一透镜、第二透镜、胶合片、孔径光阑、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜和第八透镜，所述胶合片包括相互贴合的第一透片和第二透片；所述第一透镜、第二透镜、胶合片、孔径光阑、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜和第八透镜之间的光学间隔依次为0.5mm、2.3mm、7mm、6mm、6.47mm、3.06mm、3.51mm和3.82mm；
2.根据权利要求1所述的物面为球面的定倍率成像光学系统，其特征在于，第一透镜、第二透镜、第一透片、第二透片、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜和第八透镜均由透明玻璃制成。
3.根据权利要求1所述的物面为球面的定倍率成像光学系统，其特征在于，定倍率成像光学系统的入瞳直径为18.81mm，光圈为F/6；像面尺寸直径为18.4mm，放大倍率为0.5倍。
4.根据权利要求3所述的物面为球面的定倍率成像光学系统，其特征在于，所述第一透镜到第二透镜的光学间隔为0.5mm，公差为±0.02mm；第二透镜到胶合片的光学间隔为2.3mm，公差为
5.根据权利要求1所述的物面为球面的定倍率成像光学系统，其特征在于，定倍率成像光学系统的工作波段在486nm-650nm之间。
6.根据权利要求1所述的物面为球面的定倍率成像光学系统，其特征在于，所述物面中心到所述像面的距离为270mm。
7.根据权利要求1所述的物面为球面的定倍率成像光学系统，其特征在于，定倍率成像光学系统的像面弯曲不超过0.636mm。
8.根据权利要求1所述的物面为球面的定倍率成像光学系统，其特征在于，定倍率成像光学系统的最大光学畸变小于4.32％。
9.根据权利要求2所述的物面为球面的定倍率成像光学系统，其特征在于，第一透镜采用冕牌玻璃；第二透镜采用重磷冕牌玻璃；第一透片采用重火石玻璃,第二透片采用重冕牌玻璃；第四透镜采用火石玻璃；第五透镜采用重磷冕牌玻璃；第六透镜采用重镧冕牌玻璃；第七透镜采用镧冕牌玻璃；第八透镜采用重冕牌玻璃。
10.根据权利要求1-9任一所述的物面为球面的定倍率成像光学系统，其特征在于，该定倍率成像光学系统用于测量物距为200mm处的曲率半径为22mm的物体和成像像面直径18.4mm及以下的工业相机。
...【技术特征摘要】
1.一种物面为球面的定倍率成像光学系统，其特征在于，包括由物面到像面依次间隔布置的第一透镜、第二透镜、胶合片、孔径光阑、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜和第八透镜，所述胶合片包括相互贴合的第一透片和第二透片；所述第一透镜、第二透镜、胶合片、孔径光阑、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜和第八透镜之间的光学间隔依次为0.5mm、2.3mm、7mm、6mm、6.47mm、3.06mm、3.51mm和3.82mm；
2.根据权利要求1所述的物面为球面的定倍率成像光学系统，其特征在于，第一透镜、第二透镜、第一透片、第二透片、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜和第八透镜均由透明玻璃制成。
3.根据权利要求1所述的物面为球面的定倍率成像光学系统，其特征在于，定倍率成像光学系统的入瞳直径为18.81mm，光圈为f/6；像面尺寸直径为18.4mm，放大倍率为0.5倍。
4.根据权利要求3所述的物面为球面的定倍率成像光学系统，其特征在于，所述第一透镜到第二透镜的光学间隔为0.5mm，公差为±0.02mm；第二透镜到胶合片的光学间隔为2.3mm，公差为±0.05mm；胶合片到光阑的光学间隔为7mm，公差为±0.02mm；光阑到第四透镜的光学间隔为6mm，公差为±0.02mm；第四透镜到第五透镜的光学间隔为6.47mm，公差为±0.02mm；第五透镜到第六透镜的光学...
【专利技术属性】
技术研发人员：夏明罡，
申请(专利权)人：北京波粒新为科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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