CN108845417A - 一种消视差机器视觉光学系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种消视差机器视觉光学系统，所述镜头的光学系统中沿光线从左向右入射方向依次设有前组A、光阑C、后组B、平板玻璃，所述前组A包括光焦度为正的双凸透镜A1、光焦度为正的弯月形透镜A2、光焦度为负的弯月形透镜A3、光焦度为正的弯月形透镜A4、双凸正透镜A5、光焦度为负的弯月形透镜A6，所述后组B包括双凹负透镜B1、双凸正透镜B2。光学系统满足物方远心系统要求，在一定物距范围内可使检测图像的放大倍率一致，极小的畸变大大降低了检测图像的失真度。

Description

一种消视差机器视觉光学系统
技术领域
本发明涉及一种消视差机器视觉光学系统。
背景技术
近年来机器视觉领域发展迅速，机器视觉已经成为人工智能领域的一个重要分支，复杂多样的检测环境向应用于机器视觉领域的镜头提出了更高的要求。现有市场已有多种机器视觉镜头应用于产品检测当中，但这些镜头对检测条件有一定的限制，且无法满足消视差的功能。这类镜头普遍存在着畸变大，远心度大、画面亮度不均匀等问题。
发明内容
本发明的目的是针对以上不足之处，提供了一种结构简单的消视差机器视觉光学系统。
本发明的技术方案是，一种消视差机器视觉光学系统，所述镜头的光学系统中沿光线从左向右入射方向依次设有前组A、光阑C、后组B、平板玻璃，所述前组A包括光焦度为正的双凸透镜A1、光焦度为正的弯月形透镜A2、光焦度为负的弯月形透镜A3、光焦度为正的弯月形透镜A4、双凸正透镜A5、光焦度为负的弯月形透镜A6，所述后组B包括双凹负透镜B1、双凸正透镜B2。
进一步的，所述弯月形透镜A3与弯月形透镜A4构成前组胶合片一，所述双凸正透镜A5与弯月形透镜A6构成前组胶合片二，所述双凹负透镜B1与双凸正透镜B2构成后组胶合片。
进一步的，所述前组A的光焦度为正，后组B的光焦度为负。
进一步的，所述双凸正透镜A1采用的材料为冕牌玻璃；弯月形透镜A2采用的材料为冕牌玻璃；弯月形透镜A3采用的材料为火石玻璃；弯月形透镜A4采用的材料为火石玻璃；双凸正透镜A5采用的材料为冕牌玻璃；所述弯月形透镜A6采用的材料为火石玻璃；所述双凹负透镜B1采用的材料为冕牌玻璃；所述双凸正透镜B2采用的材料为火石玻璃。
进一步的，所述双凸正透镜A1到弯月形透镜A2之间的空气间隙为0.1mm，弯月形透镜A2到弯月形透镜A3的空气间隙为9.5mm，弯月形透镜A4到双凸正透镜A5的空气间隙为0.2mm，弯月形透镜A6到光阑C的空气间隙为12.2mm，光阑C到双凹负透镜B1的空气间隙为36.4mm。
进一步的，所述前组A与后组B之间的空气间隙为48.6mm。
进一步的，所述双凸正透镜B2后侧还设有一滤光片。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：光学系统结构精简，采用八片式结构，合理分配了光焦度，大幅度降低了镜头的敏感度，物方主光线平行于光轴，使其在景深范围内保持恒定的放大倍率，保证了检测的稳定性，超小的畸变使该光学系统具备零失真成像的能力，确保其可应用于多种检测环境当中。
附图说明
下面结合附图对本发明专利进一步说明。
图1是本发明实施例的光学系统示意图。
图中：
A-前组A、C光阑C 、B-后组B、A1双凸透镜A1、A2弯月形透镜A2、A3弯月形透镜A3、A4弯月形透镜A4、A5双凸正透镜A5、A6弯月形透镜A6，B1双凹负透镜B1、B2双凸正透镜B2。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
如图1所示，一种消视差机器视觉光学系统，光学系统由八片玻璃球面镜片构成，所述镜头的光学系统中沿光线从左向右入射方向依次设有前组A、光阑C、后组B、平板玻璃，所述前组A包括光焦度为正的双凸透镜A1、光焦度为正的弯月形透镜A2、光焦度为负的弯月形透镜A3、光焦度为正的弯月形透镜A4、双凸正透镜A5、光焦度为负的弯月形透镜A6，所述后组B包括双凹负透镜B1、双凸正透镜B2。
在本实施例中，所述弯月形透镜A3与弯月形透镜A4构成前组胶合片一，所述双凸正透镜A5与弯月形透镜A6构成前组胶合片二，所述双凹负透镜B1与双凸正透镜B2构成后组胶合片。
在本实施例中，所述前组A的光焦度为正，后组B的光焦度为负。
在本实施例中，所述双凸正透镜A1采用的材料为冕牌玻璃；弯月形透镜A2采用的材料为冕牌玻璃；弯月形透镜A3采用的材料为火石玻璃；弯月形透镜A4采用的材料为火石玻璃；双凸正透镜A5采用的材料为冕牌玻璃；所述弯月形透镜A6采用的材料为火石玻璃；所述双凹负透镜B1采用的材料为冕牌玻璃；所述双凸正透镜B2采用的材料为火石玻璃；提高胶合片折射率差可以在一定程度上可以兼顾球差的矫正，并实现良好的色差矫正并较少的引入其他像差，通过调整折射率搭配来均衡分配光焦度，能降低光线入射至镜片的角度，有利于控制面型，降低镜片敏感度，确保镜片的可加工性。
在本实施例中，所述双凸正透镜A1到弯月形透镜A2之间的空气间隙为0.1mm，弯月形透镜A2到弯月形透镜A3的空气间隙为9.5mm，弯月形透镜A4到双凸正透镜A5的空气间隙为0.2mm，弯月形透镜A6到光阑C的空气间隙为12.2mm，光阑C到双凹负透镜B1的空气间隙为36.4mm。
在本实施例中，所述前组A与后组B之间的空气间隙为48.6mm。
在本实施例中，所述双凸正透镜B2后侧还设有一滤光片。
在本实施例中，该消视差光学系统具有如下特征：
设定光学系统的焦距为f，双凸透镜A1、弯月形透镜A2、弯月形透镜A3、弯月形透镜A4、双凸正透镜A5、弯月形透镜A6，双凹负透镜B1、双凸正透镜B2分别为f1、f2、f3、f4、f5、f6、f7、f8；其中与焦距f满足以下比例：3.5< f1/f<4.1；3.1< f2/f <3.5；-1< f3/f <-1.4；1.7< f4/f <2.1；1.7< f5/f <2.1；-1.9< f6/f <-2.3；-0.5< f7/f <-0.8；0.8< f8/f <1.2；所述f9和f10必须满足：0.5<f7/f8<0.8。
在本实施例中，该消视差光学系统工作距为65mm，TV畸变≤-0.01%，物方远心度≤0.02°，像方远心度≤5°，放大倍率=4.0，对应芯片尺寸为2/3 "，光学后截距L’≥44.2mm，光学系统总长小于125mm。
综上所述，本发明提供的一种消视差机器视觉光学系统，其放大倍率较大，可对小体积物体进行精确测量，该光学系统物方远心度接近零度，确保其在一定物距范围内的放大倍率恒定，保证了检测时的稳定性；该方案畸变极低，有效减少了图像的失真程度。
在本实施例中，各镜片的参数如下表所示：
上列较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种消视差机器视觉光学系统，其特征在于：所述镜头的光学系统中沿光线从左向右入射方向依次设有前组A、光阑C、后组B、平板玻璃，所述前组A包括光焦度为正的双凸透镜A1、光焦度为正的弯月形透镜A2、光焦度为负的弯月形透镜A3、光焦度为正的弯月形透镜A4、双凸正透镜A5、光焦度为负的弯月形透镜A6，所述后组B包括双凹负透镜B1、双凸正透镜B2。
2.根据权利要求1所述的消视差机器视觉光学系统，其特征在于：所述弯月形透镜A3与弯月形透镜A4构成前组胶合片一，所述双凸正透镜A5与弯月形透镜A6构成前组胶合片二，所述双凹负透镜B1与双凸正透镜B2构成后组胶合片。
3.根据权利要求1所述的消视差机器视觉光学系统，其特征在于：所述前组A的光焦度为正，后组B的光焦度为负。
4.根据权利要求1所述的消视差机器视觉光学系统，其特征在于：所述双凸正透镜A1采用的材料为冕牌玻璃；弯月形透镜A2采用的材料为冕牌玻璃；弯月形透镜A3采用的材料为火石玻璃；弯月形透镜A4采用的材料为火石玻璃；双凸正透镜A5采用的材料为冕牌玻璃；所述弯月形透镜A6采用的材料为火石玻璃；所述双凹负透镜B1采用的材料为冕牌玻璃；所述双凸正透镜B2采用的材料为火石玻璃。
5.根据权利要求1所述的消视差机器视觉光学系统，其特征在于：所述双凸正透镜A1到弯月形透镜A2之间的空气间隙为0.1mm，弯月形透镜A2到弯月形透镜A3的空气间隙为9.5mm，弯月形透镜A4到双凸正透镜A5的空气间隙为0.2mm，弯月形透镜A6到光阑C的空气间隙为12.2mm，光阑C到双凹负透镜B1的空气间隙为36.4mm。
6.根据权利要求1所述的消视差机器视觉光学系统，其特征在于：所述前组A与后组B之间的空气间隙为48.6mm。
7.根据权利要求1所述的消视差机器视觉光学系统，其特征在于：所述双凸正透镜B2后侧还设有一滤光片。
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