[发明专利]远心透镜

说明书

一种远心透镜，包括适于接收来自被观察物体的光线的前光学组(20)、适于将所述光线朝传感器(60)的成像平面(50)传送的后光学组(40)、以及定位在前光学组与后光学组之间的透镜光圈(30)，其中，透镜光圈处于至少前光学组的焦平面上。前光学组(20)没有透镜并且由凹形弯曲的主反射镜(202)和至少一个次反射镜(204)组成，该主反射镜适于接收和反射来自被观察物体的光线，该至少一个次反射镜适于接收和朝后光学组反射来自主反射镜(202)的光线。

技术领域

本发明涉及一种远心透镜，其用于人工视觉的器具，特别是用于进行物体的尺寸测量。

背景技术

远心透镜是在人工视觉领域中广泛用于由于其收集来自被照射物体的光线锥的特殊性质来进行物体的非接触式测量的光学系统，该被照射物体的轴线或主光束平行于光学系统本身的轴线。事实上，以这种方式，由该透镜产生的图像的大小与被观察物体的放置距离无关，这允许了对其进行更准确的测量，因为该透镜没有任何其他类型的光学器件的特征透视效果。

众所周知，这种称为远心度的性质是使用一种透镜来实现的，其中该透镜的光圈光瞳相对于被观察物体光学地放置在无限远处。通过确保放置在透镜的光阑(或透镜光圈)与被观察对象之间的光学元件作为整体形成了焦点位置与光阑位置重合的正焦点的光学组，使得该特征成为可能。

图1示出了遵循光学器件中使用的惯例具有主光轴k的远心透镜100的示图，该远心透镜借助于前光学组20和第二后光学组40产生了尺寸为y1的物体10的图像50，该前光学组具有正焦距f1和直径d1、被定位成使其焦点与光阑30(stop)的位置重合，该第二后光学组被放置在光阑30与图像50之间。

实际上，前光学组20和后光学组40这两者中的每一者都由若干光学元件组成(图1a)，因此具有一定厚度并具有两个主平面，这两个主平面限定了用于计算这两组和系统的其他元件之间的光学距离的参考平面。

在图1的示图中，前光学组20和后光学组40用提供理想化表示的双箭头来指示，其中这两个光学组中的每一者都没有厚度，并且每个组的两个主平面的位置彼此重合并与双箭头本身的位置重合。因此，在该表示中，距离f1与空气空间AS且与前部尺寸L1两者一致，该空气空间存在于最靠近光阑30的前光学组10的元件与光阑30本身之间，该前部尺寸即在前光学组20的最外侧元件(其为最靠近物体10的所述组的元件)与光阑30的位置之间的距离。

根据本方案的特定实施方式，可以获得双远心透镜、或其中入射在成像平面50上的光线锥具有其轴或主光束平行于主光轴k的透镜。

只有当形成前光学组20的一部分的至少一个光学元件的直径d1大于被观察物体10的最大尺寸y1时，才能实现远心透镜。该条件对于使得前光学组20能够收集来自物体10的光线是必要的。在通常的实践中，d1可以被认为是作为前光学组10的一部分的一个或多个透镜的最大直径。

应注意，随着物体10的尺寸y1的增加，尺寸d1以及焦距f1也增加。由于焦距f1的增加涉及前尺寸L1的增加，结果是，随着被观察物体的大小增加，透镜的直径和长度将变大。

这加上在后光学组40和通常形成图像50所在的平面附近的远心透镜的末端部分通常与相机60相连的事实，还有助于进一步增加组件的总长度。

远心透镜的重量、大小和成本的减少是人工视觉系统制造商的重复要求。

发明内容

本发明的目的是通过提出一种与根据上述现有技术的远心透镜相比在不使透镜的光学性能劣化的情况下具有较低重量、整体大小和制造成本的远心透镜来满足这种要求。

通过根据权利要求1所述的远心透镜来实现该目的。

附图说明

参考附图，根据本发明的远心透镜的特征和优点将从仅通过非限制性实例提供的其优选实施方式的以下描述中变得显而易见，在附图中：