[发明专利]一种双远心光学镜头

说明书

技术领域

本发明涉及用于工业机器视觉领域，具体涉及一种双远心光学镜头，可匹配35mm相机以及2K、4K、6K等工业相机。

背景技术

一般光学镜头在物距发生变化时成像视场和倍率发生变化的问题。一般的光学镜头由于光学系统设计时为了满足超出镜头通光孔径范围的光线能够通过光学系统成像的问题，通过系统设计将和系统主光轴不平行的光线聚焦到整个系统的成像靶面上。这样，在镜头物距发生变化时镜头的视场和放大倍率就会相应跟随变化。这种情况在工业检测尤其是工业测量的使用过程中会造成很严重的问题，需要很严格的保证每次光学工程师将图像调整好以后，使用环境不会发生变化，例如搬运、移位、震动等影响。一旦环境有变化，镜头原有的视场倍率会发生变化，检测精度就无法保证，若要继续保证精度的使用就需要专业的光学技术人员和软件人员重新标定，这样非常影响工作效率。

一般光学镜头景深很小。一般的光学镜头由于在光学系统设计时考虑到调整镜头的通光孔径可调，镜头物距和倍率可调等因素。镜头光学系统的景深深度范围很小。在一般的工业检测或测量中，如果设计的零件本身有大的高度落差，比如齿轮、刀头、等零件，如果要对整个零件进行检测，一般为了提高精度会采用多工位的方式采图，这样需要安装多个相机、镜头、光源等，这样不仅精度要分开控制，整个检测的硬件和软件成本就会很高。后期会出现问题的概率也会增大。

一般的光学镜头像差平衡的综合因素会很多，这样造成镜头无法达到最佳成像效果的平衡。镜头的像差在设计时是彼此平衡的一个过程，一般镜头因为使用范围宽广，使得设计师在平衡的时候各方面都会权衡，因此本身光学结构无法将成像质量调整到最佳，这样在做工业检测时无法达到一个很好的成像效果。

一般的光学镜头因为边缘入射光线和主光轴有较大偏角的原因，拍摄工件时需要保证镜头和工件的垂直度。如果垂直度无法保证，镜头和工件沿光轴夹角的角度区域就会有不同程度的阴影产生。如果用户使用的是黑白相机做尺寸测量，那么取灰度图的过程中就很难找到工件的边缘轮廓，这样测量精度就无法保证。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种双远心光学镜头，保证在整个采集图像的过程中始终保持图像有稳定的倍率和视场，物距的一定变化不会影响到整个镜头视场的变化，且物距在景深内变化时图像的真实度不会发生改变；也可以把整个视场边缘最大的畸变控制在0.1％范围内；具有结构简单，使用方便的特点。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种双远心光学镜头，包括：

一机械组件，所述机械组件包括有前镜组、中镜组以及后镜组，所述前镜组、中镜组以及后镜组之间通过同轴螺纹连接；

一设置于机械组件内的光学组件，所述光学组件包括一内置于所述前镜组的第一前置镜片和第二前置镜片，一内置于所述中镜组的中组胶合片，以及一内置于所述后镜组且依次排列的第一后组镜片，第二后组镜片以及第三后组镜片；所述中组胶合片与所述第一后组镜片之间还设置有光阑。

在本发明的一个优选实施例中，所述第一前置镜片的中心厚度为15.95-16.05mm，第二前置镜片的中心厚度为8.95-9.05mm,第三前置镜片的中心厚度为21.55-22.65mm，所述第一后组镜片的中心厚度为16.85-16.95mm,第二后组镜片的中心厚度为9.15-9.25mm,第三后组镜片的中心厚度为14.65-14.75mm。

在本发明的一个优选实施例中，所述所述中组胶合片由两个透镜胶合而成。

在本发明的一个优选实施例中，所述前镜组光线聚焦面和后镜组物方焦平面间隔在1-2mm范围内，以满足系统的稳定性。

通过上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明无需复杂专业的调试即可保证在整个采集图像的过程中始终保持图像有稳定的倍率和视场，物距的一定变化不会影响到整个镜头视场的变化，且物距在景深内变化时图像的真实度不会发生改变。

本发明解决了一般镜头无法控制的边缘视场畸变的问题，原来的镜头有着不可控且比较大的畸变，畸变的位置和畸变模式是随机的，这样影响到整个图像真实性的判断；本发明可以把整个视场边缘最大的畸变控制在0.1％范围内。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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发明的一些实施例，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。