[实用新型]一种基于机器视觉的双远心镜头

说明书

技术领域

本实用新型属于光学系统和器件设计技术领域，具体地涉及一种基于机器视觉的双远心镜头。

背景技术

工业镜头是机器视觉领域非常重要的光学元件。传统工业镜头由于不同物距时放大倍率不同，存在较大的透视误差，难以满足高精密度的测量需求。远心镜头可以消除这种由于物距不同而引起的透视误差，在一定物距范围内，图像放大率保持不变。

现有双远心镜头大都测量范围有限，物像放大率不高，并且镜头性能容易受温度等环境因素的影响。

在机器视觉测量中，当对同一部件进行不同倍率的测量时，需要更换镜头并重新校准位置，此过程不仅影响工作效率，而且由于很难保证测量条件的一致性，导致测量数据不能与之前的数据进行整合分析。

实用新型内容

本实用新型的目的旨在提供一种低畸变、低远心度、大视场的基于机器视觉的双远心镜头，以克服现有技术中的不足之处。

按此目的设计的一种基于机器视觉的双远心镜头，其结构特征包括从左到右依次设置保护玻璃、镜头前组、半透半反装置、光阑、用于低倍率测量的第一镜头后组和用于高倍率测量的第二镜头后组；所述镜头前组包括八件透镜：由左到右依次设置有第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜；所述镜头前组同时与第一镜头后组和第二镜头后组构成双远心光路。

进一步，所述第一透镜和第二透镜组成双胶合且胶合面弯向物面，第三透镜和第四透镜均为弯月形且弯向光阑，第五透镜和第六透镜组成双胶合且整体具有负光焦度，第七透镜和第八透镜组成双胶合且胶合面弯向光阑。

进一步，所述第一透镜和第二透镜组成双胶合的焦距为G12，所述第四透镜的焦距为f4，满足关系式：0.5<G12/f4<0.78。

进一步，所述第五透镜和第六透镜组成双胶合的焦距为G56，所述第七透镜和第八透镜组成双胶合的焦距为G78，满足关系式：-0.8<G56/G78<-0.34。

进一步，所述半透半反装置由两个等腰直角三角形棱镜组合而成，中间镀有半透射半反射膜层；半透半反装置的一头连接第一镜头后组，半透半反装置的另一头连接第二镜头后组；镜头前组与半透半反装置、第一镜头后组、第二镜头后组分别组成不同放大倍率的双远心光路。

进一步，所述半透半反装置的厚度为T，镜头前组与第一镜头后组或第二镜头后组之间的间隙大于T+22mm。

进一步，所述第一镜头后组包括由左到右依次设置第九透镜、第十透镜、第十一透镜、第十二透镜、第十三透镜、第十四透镜和第十五透镜；其中，第九透镜的光焦度与第十透镜的光焦度相反设置，且第九透镜和第十透镜的整体光焦度为正，第十一透镜和第十二透镜组成双胶合，第十四透镜和第十五透镜组成双胶合且胶合面弯向像面。

进一步，所述第一透镜的材料采用重磷冕玻璃，所述第九透镜的材料采用氟冕玻璃。

进一步，所述第九透镜和第十透镜的整体焦距为G9a，所述第十三透镜的焦距为f13a，满足关系式：2<G9a/f13a<3.52。

进一步，所述第十一透镜和第十二透镜组成双胶合的焦距为G11a，所述第十四透镜和第十五透镜组成双胶合的焦距为G14a，满足关系式：-0.92<G11a/G14a<-0.64。

进一步，所述第二镜头后组包括由左到右依次设置第十九透镜、第二十透镜、第二十一透镜、第二十二透镜、第二十三透镜和第二十四透镜；

其中，第十九透镜、第二十透镜组成双胶合且胶合面背向光阑面，第二十一透镜为平凸透镜，第二十二透镜和第二十三透镜组成双胶合且胶合面弯向光阑面，第二十四透镜具有正的光焦度。

进一步，所述第一透镜的材料采用重磷冕玻璃，所述第二十四透镜的材料采用氟冕玻璃。

进一步，所述第十九透镜和第二十透镜组成的双胶合的焦距为G9b，所述第二十一透镜的焦距为f11b，满足关系式：-1.55<G9b/f11b<-2.27。

进一步，所述第二十二透镜和第二十三透镜组成双胶合的焦距为G12b，所述第二十四透镜的焦距为f14b，满足关系式：2.5<G12b/f14b<3.41。

本实用新型中的镜头前组同时与第一镜头后组和第二镜头后组构成双远心光路，于是，在变倍过程无需更换镜头，保证测量条件一致性。