CN214704161U

CN214704161U - 一种内置同轴照明的双远心镜头

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Publication number: CN214704161U
Application number: CN202121310927.7U
Authority: CN
Inventors: 何贵明
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2021-06-11
Filing date: 2021-06-11
Publication date: 2021-11-12
Anticipated expiration: 2031-06-11

Abstract

本实用新型公开了一种内置同轴照明的双远心镜头，沿着成像光路依次为物面OBJ、第一镜片组G1、分光棱镜BS、光阑STO、第二镜片组G2、保护玻璃L1、像面IMA，分光棱镜BS反射光路方向依次设置第三镜片组G3、光源LIG，第一镜片组G1依次设置为双凸透镜L2、双凸透镜L3、双凹透镜L4、凹凸透镜L5、双凹透镜L6，第二镜片组G2沿着成像光路方向依次设置为凸凹透镜L7、双凸透镜L8、双凹透镜L9、双凹透镜L10、双凸透镜L11，第三镜片组G3沿着照明方向依次设置为双凸透镜L12、双凸透镜L13、凹平透镜L14、平凸透镜L15、双凹透镜L16。本实用新型可以避免外置同轴照明带来的额外像差从而影响成像分辨率，避免了物方工作距离的缩短，可以有效减少点光源引起的杂散光影响。

Description

一种内置同轴照明的双远心镜头

技术领域

本实用新型涉及一种远心镜头，具体是一种内置同轴照明的双远心镜头。

背景技术

双远心镜头是一种物方主光线和像方主光线均平行于光轴的镜头，相比于传统的工业镜头，双远心镜头可以在被测物相对于镜头位置发生变化时而镜头的成像倍率不发生变化，目前双远心镜头已经广泛应用于各种光学检测设备上。在检测狭缝或者某些特定缺陷时，需要使用同轴照明方式，现有远心镜头的同轴照明方式一般有两种，第一种是外部配置同轴照明，这种照明方式需要使用45度半反半透镜，这种照明方式的缺点是会引入很大的像差导致成像质量下降，且占用物方空间从而限制了被测物体的高度；第二种是利用分光棱镜加点光源的方式实现内置同轴照明，这种照明方式可以避免外置同轴照明的不足，但是由于点光源没有经过光束整形，发光角度不受控制，从而导致镜头成像杂散光严重，最终致使成像质量下降，影响检测精度。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种内置同轴照明的双远心镜头，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种内置同轴照明的双远心镜头，双远心镜头沿着成像光路依次为物面OBJ、第一镜片组G1、分光棱镜BS、光阑STO、第二镜片组G2、保护玻璃L1、像面IMA，所述分光棱镜BS反射光路方向依次设置第三镜片组G3、光源LIG，所述第一镜片组G1沿着成像光路方向依次设置为双凸透镜L2、双凸透镜L3、双凹透镜L4、凹凸透镜L5、双凹透镜L6，其中双凸透镜L3和双凹透镜L4为组成双胶合透镜、凹凸透镜L5和双凹透镜L6为组成双胶合透镜，第二镜片组G2沿着成像光路方向依次设置为凸凹透镜L7、双凸透镜L8、双凹透镜L9、双凹透镜L10、双凸透镜L11，其中双凸透镜L8和双凹透镜L9组成双胶合透镜，第三镜片组G3沿着照明方向依次设置为双凸透镜L12、双凸透镜L13、凹平透镜L14、平凸透镜L15、双凹透镜L16，其中双凸透镜L13和凹平透镜L14组成双胶合透镜、平凸透镜L15和双凹透镜L16组成双胶合透镜。

进一步的，所述分光棱镜BS具有45度分光面。

进一步的，所述物面OBJ到第一镜片组G1距离为67±5％，镜片组G1到分光棱镜BS的距离为3.1±5％，分光棱镜BS到光阑STO的距离为3±5％，光阑STO到第二镜片组G2的距离为3±5％，第二镜片组G2到保护玻璃L1的距离为29.99±5％，保护玻璃L1到像面IMA的距离为0.5±5％。

进一步的，所述分光棱镜BS的分光光路上，分光棱镜BS反射方向出光面到第三镜片组G3的距离为3±5％，第三镜片组G3到光源LIG的距离为35.18±5％。

进一步的，所述第一镜片组G1沿着成像光路方向镜片的折射率依次为：双凸透镜L2，1.66±0.0003、双凸透镜L3，1.60±0.0003、双凹透镜L4，1.85±0.0003、凹凸透镜L5，1.92±0.0003、双凹透镜L6，1.61±0.0003；第二镜片组G2沿着成像光路方向镜片的折射率依次为：凸凹透镜L7，1.60±0.0003、双凸透镜L8，1.60±0.0003、双凹透镜L9，1.88±0.0003、双凹透镜L10，1.59±0.0003、双凸透镜L11，1.77±0.0003：第三镜片组G3沿着照明光路方向镜片的折射率依次为：双凸透镜L12，1.66±0.0003、双凸透镜L13，1.60±0.0003、凹平透镜L14，1.85±0.0003、平凸透镜L15，1.92±0.0003、双凹透镜L16，1.61±0.0003。

进一步的，所述第一镜片组G1沿着成像光路方向镜片的阿贝数依次为：双凸透镜L2，54.66±5％、双凸透镜L3，65.46±5％、双凹透镜L4，23.79±5％、凹凸透镜L5，18.90±5％、双凹透镜L6，40.00±5％；第二镜片组G2沿着成像光路方向镜片的阿贝数依次为：凸凹透镜L7，65.46±5％、双凸透镜L8，65.46±5％、双凹透镜L9，39.22±5％、双凹透镜L10，61.25±5％、双凸透镜L11，49.61±5％：第三镜片组G3沿着照明光路方向镜片的阿贝数依次为：双凸透镜L12，54.66±5％、双凸透镜L13,65.46±5％、凹平透镜L14，23.79±5％、平凸透镜L15，18.90±5％、双凹透镜L16,40.00±5％。

进一步的，所述第一镜片组G1沿着成像光路方向镜片的曲率半径依次为：双凸透镜L2，68.319和41.179、双凸透镜L3，21.849和19.924、双凹透镜L4，19.924和65.396、凹凸透镜L5，101.213和15.862、双凹透镜L6，15.862和15.001；第二镜片组G2沿着成像光路方向镜片的曲率半径依次为：凸凹透镜L7，15.566和330.14、双凸透镜L8，20.444和29.358、双凹透镜L9，29.358和20.297、双凹透镜L10，9.166和19.804、双凸透镜L11，81.697和68.818：第三镜片组G3沿着照明光路方向镜片的曲率半径依次为：双凸透镜L12，198.119和26.205、双凸透镜L13，33.941和20.991、凹平透镜L14，20.991和infinity、平凸透镜L15，infinity和33.116、双凹透镜L16，33.116和27.982。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型提供的一种内置同轴照明的双远心镜头实现了内置同轴照明，可以避免外置同轴照明带来的额外像差从而影响成像分辨率，避免了物方工作距离的缩短，在内置照明光路中，设计了光线收集机整形第三镜片组G3，可以有效减少点光源引起的杂散光影响，避免了由杂散光引起的成分辨率下降。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明第一镜片组G1结构示意图；

图3为本发明第二镜片组G2结构示意图；

图4为本发明第三镜片组G3结构示意图；

图5为本发明成像和照明光路示意图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做出进一步的描述：

请参阅图1-5，根据本实用新型实施例的一种内置同轴照明的双远心镜头,包括双远心镜头沿着成像光路依次为物面OBJ、第一镜片组G1、分光棱镜BS、光阑STO、第二镜片组G2、保护玻璃L1、像面IMA，所述分光棱镜BS反射光路方向依次设置第三镜片组G3、光源LIG，所述第一镜片组G1沿着成像光路方向依次设置为双凸透镜L2、双凸透镜L3、双凹透镜L4、凹凸透镜L5、双凹透镜L6，其中双凸透镜L3和双凹透镜L4为组成双胶合透镜、凹凸透镜L5和双凹透镜L6为组成双胶合透镜，第二镜片组G2沿着成像光路方向依次设置为凸凹透镜L7、双凸透镜L8、双凹透镜L9、双凹透镜L10、双凸透镜L11，其中双凸透镜L8和双凹透镜L9组成双胶合透镜，第三镜片组G3沿着照明方向依次设置为双凸透镜L12、双凸透镜L13、凹平透镜L14、平凸透镜L15、双凹透镜L16，其中双凸透镜L13和凹平透镜L14组成双胶合透镜、平凸透镜L15和双凹透镜L16组成双胶合透镜。

通过本实用新型的上述方案，所述分光棱镜BS具有45度分光面。

通过本实用新型的上述方案，所述物面OBJ到第一镜片组G1距离为67±5％，镜片组G1到分光棱镜BS的距离为3.1±5％，分光棱镜BS到光阑STO的距离为3±5％，光阑STO到第二镜片组G2的距离为3±5％，第二镜片组G2到保护玻璃L1的距离为29.99±5％，保护玻璃L1到像面IMA的距离为0.5±5％。

通过本实用新型的上述方案，所述分光棱镜BS的分光光路上，分光棱镜BS反射方向出光面到第三镜片组G3的距离为3±5％，第三镜片组G3到光源LIG的距离为35.18±5％。

通过本实用新型的上述方案，所述第一镜片组G1沿着成像光路方向镜片的折射率依次为：双凸透镜L2，1.66±0.0003、双凸透镜L3，1.60±0.0003、双凹透镜L4，1.85±0.0003、凹凸透镜L5，1.92±0.0003、双凹透镜L6，1.61±0.0003；第二镜片组G2沿着成像光路方向镜片的折射率依次为：凸凹透镜L7，1.60±0.0003、双凸透镜L8，1.60±0.0003、双凹透镜L9，1.88±0.0003、双凹透镜L10，1.59±0.0003、双凸透镜L11，1.77±0.0003：第三镜片组G3沿着照明光路方向镜片的折射率依次为：双凸透镜L12，1.66±0.0003、双凸透镜L13，1.60±0.0003、凹平透镜L14，1.85±0.0003、平凸透镜L15，1.92±0.0003、双凹透镜L16，1.61±0.0003。

通过本实用新型的上述方案，所述第一镜片组G1沿着成像光路方向镜片的阿贝数依次为：双凸透镜L2，54.66±5％、双凸透镜L3，65.46±5％、双凹透镜L4，23.79±5％、凹凸透镜L5，18.90±5％、双凹透镜L6，40.00±5％；第二镜片组G2沿着成像光路方向镜片的阿贝数依次为：凸凹透镜L7，65.46±5％、双凸透镜L8，65.46±5％、双凹透镜L9，39.22±5％、双凹透镜L10，61.25±5％、双凸透镜L11，49.61±5％：第三镜片组G3沿着照明光路方向镜片的阿贝数依次为：双凸透镜L12，54.66±5％、双凸透镜L13,65.46±5％、凹平透镜L14，23.79±5％、平凸透镜L15，18.90±5％、双凹透镜L16,40.00±5％。

通过本实用新型的上述方案，所述第一镜片组G1沿着成像光路方向镜片的曲率半径依次为：双凸透镜L2，68.319和41.179、双凸透镜L3，21.849和19.924、双凹透镜L4，19.924和65.396、凹凸透镜L5，101.213和15.862、双凹透镜L6，15.862和15.001；第二镜片组G2沿着成像光路方向镜片的曲率半径依次为：凸凹透镜L7，15.566和330.14、双凸透镜L8，20.444和29.358、双凹透镜L9，29.358和20.297、双凹透镜L10，9.166和19.804、双凸透镜L11，81.697和68.818：第三镜片组G3沿着照明光路方向镜片的曲率半径依次为：双凸透镜L12，198.119和26.205、双凸透镜L13，33.941和20.991、凹平透镜L14，20.991和infinity、平凸透镜L15，infinity和33.116、双凹透镜L16，33.116和27.982。

光源LIG发出的光经过第三镜片组G3收集整形，经过分光棱镜BS反射面发射，经过第一镜片组G1到达物面OBJ，被测量物体将光线反射后进入镜头参与成像，光线依次经过第一镜片组G1、分光棱镜BS、光阑STO、第二镜片组G2、保护玻璃L1、最终到达像面IMA成像。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限定本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种内置同轴照明的双远心镜头，其特征在于，所述双远心镜头沿着成像光路依次为物面OBJ、第一镜片组G1、分光棱镜BS、光阑STO、第二镜片组G2、保护玻璃L1、像面IMA，所述分光棱镜BS反射光路方向依次设置第三镜片组G3、光源LIG，所述第一镜片组G1沿着成像光路方向依次设置为双凸透镜L2、双凸透镜L3、双凹透镜L4、凹凸透镜L5、双凹透镜L6，其中双凸透镜L3和双凹透镜L4为组成双胶合透镜、凹凸透镜L5和双凹透镜L6为组成双胶合透镜，第二镜片组G2沿着成像光路方向依次设置为凸凹透镜L7、双凸透镜L8、双凹透镜L9、双凹透镜L10、双凸透镜L11，其中双凸透镜L8和双凹透镜L9组成双胶合透镜，第三镜片组G3沿着照明方向依次设置为双凸透镜L12、双凸透镜L13、凹平透镜L14、平凸透镜L15、双凹透镜L16，其中双凸透镜L13和凹平透镜L14组成双胶合透镜、平凸透镜L15和双凹透镜L16组成双胶合透镜。

2.根据权利要求1所述的一种内置同轴照明的双远心镜头，其特征在于，所述分光棱镜BS具有45度分光面。

3.根据权利要求1所述的一种内置同轴照明的双远心镜头，其特征在于，所述物面OBJ到第一镜片组G1距离为67±5％，镜片组G1到分光棱镜BS的距离为3.1±5％，分光棱镜BS到光阑STO的距离为3±5％，光阑STO到第二镜片组G2的距离为3±5％，第二镜片组G2到保护玻璃L1的距离为29.99±5％，保护玻璃L1到像面IMA的距离为0.5±5％。

4.根据权利要求1所述的一种内置同轴照明的双远心镜头，其特征在于，所述分光棱镜BS的分光光路上，分光棱镜BS反射方向出光面到第三镜片组G3的距离为3±5％，第三镜片组G3到光源LIG的距离为35.18±5％。

5.根据权利要求1所述的一种内置同轴照明的双远心镜头，其特征在于，所述第一镜片组G1沿着成像光路方向镜片的折射率依次为：双凸透镜L2，1.66±0.0003、双凸透镜L3，1.60±0.0003、双凹透镜L4，1.85±0.0003、凹凸透镜L5，1.92±0.0003、双凹透镜L6，1.61±0.0003；第二镜片组G2沿着成像光路方向镜片的折射率依次为：凸凹透镜L7，1.60±0.0003、双凸透镜L8，1.60±0.0003、双凹透镜L9，1.88±0.0003、双凹透镜L10，1.59±0.0003、双凸透镜L11，1.77±0.0003：第三镜片组G3沿着照明光路方向镜片的折射率依次为：双凸透镜L12，1.66±0.0003、双凸透镜L13，1.60±0.0003、凹平透镜L14，1.85±0.0003、平凸透镜L15，1.92±0.0003、双凹透镜L16，1.61±0.0003。

6.根据权利要求1所述的一种内置同轴照明的双远心镜头，其特征在于，所述第一镜片组G1沿着成像光路方向镜片的阿贝数依次为：双凸透镜L2，54.66±5％、双凸透镜L3，65.46±5％、双凹透镜L4，23.79±5％、凹凸透镜L5，18.90±5％、双凹透镜L6，40.00±5％；第二镜片组G2沿着成像光路方向镜片的阿贝数依次为：凸凹透镜L7，65.46±5％、双凸透镜L8，65.46±5％、双凹透镜L9，39.22±5％、双凹透镜L10，61.25±5％、双凸透镜L11，49.61±5％：第三镜片组G3沿着照明光路方向镜片的阿贝数依次为：双凸透镜L12，54.66±5％、双凸透镜L13,65.46±5％、凹平透镜L14，23.79±5％、平凸透镜L15，18.90±5％、双凹透镜L16,40.00±5％。

7.根据权利要求1所述的一种内置同轴照明的双远心镜头，其特征在于，所述第一镜片组G1沿着成像光路方向镜片的曲率半径依次为：双凸透镜L2，68.319和41.179、双凸透镜L3，21.849和19.924、双凹透镜L4，19.924和65.396、凹凸透镜L5，101.213和15.862、双凹透镜L6，15.862和15.001；第二镜片组G2沿着成像光路方向镜片的曲率半径依次为：凸凹透镜L7，15.566和330.14、双凸透镜L8，20.444和29.358、双凹透镜L9，29.358和20.297、双凹透镜L10，9.166和19.804、双凸透镜L11，81.697和68.818：第三镜片组G3沿着照明光路方向镜片的曲率半径依次为：双凸透镜L12，198.119和26.205、双凸透镜L13，33.941和20.991、凹平透镜L14，20.991和infinity、平凸透镜L15，infinity和33.116、双凹透镜L16，33.116和27.982。