一键式测量双远心镜头制造技术

本发明专利技术涉及一键式测量双远心镜头，包括机械组件，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，内置于所述中镜组的中组胶合片，以及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；中组胶合片与第一后组镜片之间还设置有光阑。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。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于工业机器视觉
，涉及一键式测量双远心镜头。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对上述已有检测方法存在的不足，提出一键式测量双远心镜头，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。为了实现上述专利技术目的，采用以下检测方法：一键式测量双远心镜头，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。所述第一前置镜片的中心厚度17.75-17.85mm，第二前置镜片的中心厚度9.7-9.8mm,第三片胶合片的中心厚度8.45-8.55mm,第四片透镜的中心厚度11.55-11.65mm,第五片透镜的中心厚度9.15-9.25mm,第六片透镜的中心厚度14.65-14.75mm。本专利技术的主要优点：本专利技术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。本专利技术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；本专利技术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专利技术实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要 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专利技术为了更清楚地说明本专利技术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，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为本专利技术的结构示意图；图2为本专利技术中调制光学传递函数曲线示意图；图3为本专利技术中弥散圆分布图；图4为本专利技术中场曲和畸变示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。参照图1-4，一键式测量双远心镜头，包括：机械组件，所述机械组件分为三个部分，前镜组、中镜组、后镜组。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，光学组件包括一内置于所述前镜组的第一前置镜片1和第二前置镜片2，一内置于所述中镜组的中组胶合片3，以及一内置于所述后镜组且依次排列的第一后组镜片4，第二后组镜片5以及第三后组镜片6；所述中组胶合与所述第一后组镜片之间还设置有光阑7。镜片通过螺纹压圈的形式固定在镜组内，镜片和镜片之间通过光学隔圈间隔开。所有的机械连接方式均为螺纹形式。系统光阑设计在中组胶合片和第四组镜片之间，所述第一前置镜片的中心厚度17.75-17.85mm，第二前置镜片的中心厚度9.7-9.8mm,第三片胶合片的中心厚度8.45-8.55mm,第四片透镜的中心厚度11.55-11.65mm,第五片透镜的中心厚度9.15-9.25mm,第六片透镜的中心厚度14.65-14.75mm第一前置镜片为成都光明的ZF50，第二片透镜为成都光明的ZF6,第三片胶合片1为成都光明的H-ZK10L，第三片胶合片2为成都光明的H-ZF62，第四片 胶合片1为成都光明的H-LAF1，第四片胶合片2为成都光明的ZF52，第五片透镜为成都光明的H-ZF88，第六片为成都光明的H-LAF52。其中第一片透镜的折射率为1.740770，色散系数为27.7679。第二片透镜的折射率为1.755205，色散系数为27.5462。第三片透镜胶合1的折射率为1.622094，色散系数为56.7260。第三片透镜胶合2的折射率为1.755205，色散系数为27.5462。第四片透镜胶合1的折射率为1.846669，色散系数为23.8275。第四片透镜胶合2的折射率为1.693631，色散系数为49.2330。第五片透镜的折射率为1.945958，色散系数为17.9439。第六片透镜的折射率为1.78590，色散系数为44.19。本专利技术采用物方远心光路和像方远心路结合的光学结构来设计整个镜头的光学系统，物方远心的像面和像方远心的物面重合在整个系统的光阑处，控制光阑的通光孔径满足整个光学系统的远心度要求；在设计的时候通过控制追记边缘主光线和主光轴的夹角余弦函数，通过加大操作数EXPP的权重，操作数的权重值可以占整个权重值的10％左右，通过这个操作数去限制整个镜头入瞳和出瞳的位置(即两个瞳距的倒数无限小)限制其接近0。去控制整个光线进入镜头和出射镜头后的函数值，将整个数值控制在偏差0.1％的范围内，来保证整个系统的远心度要求。保证前镜组光线聚焦面和后镜组物方焦平面间隔在2mm范本文档来自技高网...

【技术保护点】
一键式测量双远心镜头，其特征在于，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；所述第一前置镜片的中心厚度17.75‑17.85mm，第二前置镜片的中心厚度9.7‑9.8mm,第三片胶合片的中心厚度8.45‑8.55mm,第四片透镜的中心厚度11.55‑11.65mm,第五片透镜的中心厚度9.15‑9.25mm,第六片透镜的中心厚度14.65‑14.75mm。

【技术特征摘要】
1.一键式测量双远心镜头，其特征在于，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...

【专利技术属性】
技术研发人员：于波，刘佳，
申请(专利权)人：西安远心光学系统有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61