CN107589531B - 一种红外光测径仪镜头 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种红外光测径仪镜头，包括系统本体，所述系统本体的光源端到成像面依次包括：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜和光阑面；七片透镜均为球面玻璃镜片，第四透镜和第五透镜组合成胶合镜片；第一透镜为凹凸正光焦度镜片，第二透镜为双凹负光焦度镜片，第三透镜为双凸正光焦度镜片，第四透镜为凸凹负光焦度镜片，第五透镜为双凸正光焦度镜片，第六透镜为凸凹正光焦度镜片，第七透镜为凸凹负光焦度镜片；本发明结构简单，通过不同材质玻璃镜片的合理组合，可以实现非接触测量外径，测量范围0.1mm～20mm，测试精度达0.01mm的功能，使用方便，实用性强。
Description
技术领域
本发明涉及光学领域，具体是一种红外光测径仪镜头。
背景技术
目前市场上有各种各样的测试线缆外径的设备，接触式的人为误差大且测量速度慢，非接触式的价格昂贵而且部分设备存在测试不稳定的情况。现在市场上鲜有价格便宜且稳定的非接触测量外径的产品。
发明内容
本发明的目的在于提供一种红外光测径仪镜头，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种红外光测径仪镜头，包括系统本体，其特征在于，所述系统本体的光源端到成像面依次包括：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜和光阑面；七片透镜均为球面玻璃镜片，第四透镜和第五透镜组合成胶合镜片；第一透镜为凹凸正光焦度镜片，第二透镜为双凹负光焦度镜片，第三透镜为双凸正光焦度镜片，第四透镜为凸凹负光焦度镜片，第五透镜为双凸正光焦度镜片，第六透镜为凸凹正光焦度镜片，第七透镜为凸凹负光焦度镜片。
作为本发明进一步的方案：第一透镜、第二透镜和第三透镜组成平行光系统，第四透镜、第五透镜和第六透镜组成物方远心成像系统。
作为本发明进一步的方案：系统本体为非接触测量，测量范围为0.1mm-20mm，测试精度为0.01mm。
作为本发明进一步的方案：所述第一透镜的曲率半径分别为-44.4mm和-27.1mm，第二透镜的曲率半径分别为-321.5mm和47.6mm，第三透镜的曲率半径为77.9mm和-32.8mm，第四透镜的曲率半径分别为12.8mm和28.2mm，第五透镜的曲率半径为28.2mm和-102.1mm，第六透镜的曲率半径分别为28.6mm和124.9mm，第七透镜的曲率半径分别为14.5mm和10.4mm。
作为本发明再进一步的方案：第一透镜和第二透镜空气间隔为1.45mm，第二透镜和第三透镜的空气间隔为3.93mm，第三透镜和第四透镜的空气间隔为160mm，第五透镜和第六透镜的空气间隔为6.57mm，第六透镜和第七透镜的空气间隔为8.70mm。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明结构简单，通过不同材质玻璃镜片的合理组合，可以实现非接触测量外径，测量范围0.1mm～20mm，测试精度达0.01mm的功能，使用方便，实用性强。
附图说明
图1为红外光测径仪镜头的光学系统示意图。
图2为红外光测径仪镜头的光学原理图。
图3为红外光测径仪镜头的MTF曲线。
图4为红外光测径仪镜头的畸变曲线。
图中：1-第一透镜、2-第二透镜、3-第三透镜、4-第四透镜、5-第五透镜、6-第六透镜、7-第七透镜、8-光阑面。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
请参阅图1-4，一种红外光测径仪镜头，所述系统本体的光源端到成像面依次包括：第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4、第五透镜5、第六透镜6、第七透镜7和光阑面8；七片透镜均为球面玻璃镜片，第四透镜4和第五透镜5组合成胶合镜片；第一透镜1为凹凸正光焦度镜片，第二透镜2为双凹负光焦度镜片，第三透镜3为双凸正光焦度镜片，第四透镜4为凸凹负光焦度镜片，第五透镜5为双凸正光焦度镜片，第六透镜6为凸凹正光焦度镜片，第七透镜7为凸凹负光焦度镜片，第一透镜1、第二透镜2和第三透镜3组成平行光系统，第四透镜4、第五透镜5和第六透镜6组成物方远心成像系统，测试物体放在两系统中间，光线自左向右入射，经过平行光系统将光源转化成平行光；物体遮挡光线后，经成像系统最终成像。
所述第一透镜1的曲率半径分别为-44.4mm和-27.1mm，第二透镜2的曲率半径分别为-321.5mm和47.6mm，第三透镜3的曲率半径为77.9mm和-32.8mm，第四透镜4的曲率半径分别为12.8mm和28.2mm，第五透镜5的曲率半径为28.2mm和-102.1mm，第六透镜6的曲率半径分别为28.6mm和124.9mm，第七透镜7的曲率半径分别为14.5mm和10.4mm。
第一透镜1和第二透镜2空气间隔为1.45mm，第二透镜2和第三透镜3的空气间隔为3.93mm，第三透镜3和第四透镜4的空气间隔为160mm，第五透镜5和第六透镜6的空气间隔为6.57mm，第六透镜6和第七透镜7的空气间隔为8.70mm。
本发明的工作原理：光阑对无效光线拦截，保证杂散光不会进入最后的成像传感器。
镜头镜片少且均为球面，同时均是常用材质，材质便宜；成像系统选用高折射率、低色散的火石玻璃和高色散的冕牌玻璃进行胶合，来消除系统的色差和像散；全部是玻璃镜片，能保证高低温等恶劣环境下仍可正常使用。
光学元件参数如下表：
本发明的光学系统技术参数指标：
平行光系统焦距：f平行＝55.6mm；
成像系统焦距：f成像＝55.8mm；
成像系统畸变：<0.25％；
分辨率：达200万像素；
测试系统总长：365mm；
试用谱线范围：840nm～860nm。
上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。
Claims (4)
1.一种红外光测径仪镜头，包括系统本体，其特征在于，所述系统本体的光源端到成像面依次包括：第一透镜(1)、第二透镜(2)、第三透镜(3)、第四透镜(4)、第五透镜(5)、第六透镜(6)、第七透镜(7)和光阑面(8)；七片透镜均为球面玻璃镜片，第四透镜(4)和第五透镜(5)组合成胶合镜片；第一透镜(1)为凹凸正光焦度镜片，第二透镜(2)为双凹负光焦度镜片，第三透镜(3)为双凸正光焦度镜片，第四透镜(4)为凸凹负光焦度镜片，第五透镜(5)为双凸正光焦度镜片，第六透镜(6)为凸凹正光焦度镜片，第七透镜(7)为凸凹负光焦度镜片，第一透镜(1)、第二透镜(2)和第三透镜(3)组成平行光系统，第四透镜(4)、第五透镜(5)和第六透镜(6)组成物方远心成像系统，平行光系统焦距：f平行＝55.6mm；成像系统焦距：f成像＝55.8mm。
2.根据权利要求1所述的红外光测径仪镜头，其特征在于，系统本体为非接触测量，测量范围为0.1mm-20mm，测试精度为0.01mm。
3.根据权利要求1所述的红外光测径仪镜头，其特征在于，所述第一透镜(1)的曲率半径分别为-44.4mm和-27.1mm，第二透镜(2)的曲率半径分别为-321.5mm和47.6mm，第三透镜(3)的曲率半径为77.9mm和-32.8mm，第四透镜(4)的曲率半径分别为12.8mm和28.2mm，第五透镜(5)的曲率半径为28.2mm和-102.1mm，第六透镜(6)的曲率半径分别为28.6mm和124.9mm，第七透镜(7)的曲率半径分别为14.5mm和10.4mm。
4.根据权利要求1所述的红外光测径仪镜头，其特征在于，第一透镜(1)和第二透镜(2)空气间隔为1.45mm，第二透镜(2)和第三透镜(3)的空气间隔为3.93mm，第三透镜(3)和第四透镜(4)的空气间隔为160mm，第五透镜(5)和第六透镜(6)的空气间隔为6.57mm，第六透镜(6)和第七透镜(7)的空气间隔为8.70mm。
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