[发明专利]一种可置换前组、共用后组的双远心光学系统

说明书

本发明涉及一种可置换前组、共用后组的双远心光学系统，包括前置远心物镜光学系统、光阑和后置远心光学系统，该光学系统从物方到像方依次设有前置远心物镜光学系统、光阑和后置远心光学系统；光阑为可变光阑；前置远心物镜光学系统和光阑之间可设置一分光棱镜；前置远心物镜光学系统的焦距为F₁，后置远心光学系统的焦距为F₂，该光学系统的放大倍率M满足M＝F₂/F₁；光阑为可变光阑；前置远心物镜光学系统的出瞳与后置远心光学系统的入瞳重合；前置远心物镜光学系统可根据不同放大倍率需求更换。由于本发明前组的出瞳与后组的入瞳重合，变倍时只需更换前组，即可实现变倍。

技术领域

本发明涉及一种可置换前组、共用后组的双远心光学系统，属于双远心光学成像技术领域。

背景技术

近年来，随着机器视觉技术的发展，双远心镜头的使用场合也越来越多，对机器视觉图像处理系统的要求也越来越高。而双远心系统作为机器视觉图像系统的重要组成部分，其成像质量直接影响着系统的检测和判断结果，可见光学系统对整个机器视觉系统有着决定性作用。

但是现有的机器视觉图像处理双远心系统主要集中在固定倍率段，变倍产品较少。相对于固定倍率而言连续变倍，切换前置物镜具有更高的效率和低成本，在同样工作条件下，相对普通固定镜头而言，具有同等的高分辨率和低畸变，且更为灵活。相对连续变倍光学系统而言，高像质低畸变、且成本更为低廉。置换前组、共用后组双远心光学系统与普通视觉远心镜头，和连续变倍远心镜头相比，兼顾二者的优势，非常适合数据采集过程中对文字的检测和识别。但是由于光学结构复杂，设计难度大，导致可切换前组，共用后组双远心视觉镜头的相差校正困难，需要兼顾多光路的相差平衡，成像质量不易提高。

发明内容

为了克服上述问题，本发明提供一种可置换前组、共用后组的双远心光学系统，该光学系统前组的出瞳与后组的入瞳重合，变倍时只需更换前组。

本发明的技术方案如下：

一种可置换前组、共用后组的双远心光学系统，包括前置远心物镜光学系统、光阑和后置远心光学系统，该光学系统从物方到像方依次设有前置远心物镜光学系统、光阑和后置远心光学系统；所述光阑为可变光阑；所述前置远心物镜光学系统和所述光阑之间可设置一分光棱镜；所述前置远心物镜光学系统的焦距为F₁，所述后置远心光学系统的焦距为F₂，该光学系统的放大倍率M满足M＝F₂/F₁；所述光阑为可变光阑；所述前置远心物镜光学系统的出瞳与所述后置远心光学系统的入瞳重合；所述前置远心物镜光学系统可根据不同放大倍率需求更换。

进一步的，该光学系统包括从物面至像面沿光轴依次排布的第一透镜至第五透镜、所述光阑和第六透镜至第九透镜；其中，所述第一透镜至所述第五透镜组成具有正光焦度的所述前置远心物镜光学系统，所述第六透镜至所述第九透镜组成所述后置远心光学系统；

所述前置远心物镜光学系统包括具有正光焦度的所述第一透镜、具有正光焦度的所述第二透镜、具有负光焦度的所述第三透镜、具有负光焦度的所述第四透镜和具有正光焦度的所述第五透镜；其中，所述第二透镜和所述第三透镜胶合形成具有负光焦度的胶合透镜组；

所述后置远心光学系统包括具有正光焦度的第六透镜，具有负光焦度的所述第七透镜，具有正光焦度的所述第八透镜，具有正光焦度的所述第九透镜。

进一步的，所述前置远心物镜光学系统为0.193X光学系统；

所述第一透镜的焦距满足110mm～130mm，所述第二透镜的焦距满足35mm～48mm，所述第三透镜的焦距满足-25mm～-34mm，所述胶合透镜组的焦距满足120mm～130mm，所述第四透镜的焦距满足-22mm～-32mm，所述第五透镜的焦距满足56mm～66mm；

所述第一透镜和所述第二透镜在光轴上的空气间隔满足45.78mm～45.84mm；