【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及机器视觉镜头，特别涉及一种大孔径远心镜头及测量设备。
技术介绍
1、随着工业自动化的发展和机器视觉的应用普及，工业镜头广泛应用于缺陷检测、尺寸测量、安防监控等领域，远心镜头像面的照度均匀性更好，且易于与高光谱相机等物方远心光学系统适配，被广泛应用在精密测量、非接触光学测量领域。随着技术的发展以及用户多样化需求的增多，系统对成像品质的要求不断提高的情况下，迫切需求具有良好光学性能及易于适配的远心镜头，以满足机器视觉系统精密检测。
2、在远心镜头的设计中，为获取能量更强、波段范围更宽的光信息，一方面考虑设计宽波段成像。如中国专利cn 111522132 a 提供了一种可见光近红外宽光谱复消色差像方远心镜头方案，镜头适用的波段范围为400~1000nm，镜头f数为2.43，焦距23mm，成像距离为无穷远，具备像方远心特征，成像质量在45线对处对比度大于0.3。但该镜头的成像距离不可调整，只适用于较小的一个工作距离范围（例如一般是针对无穷远物距设计），且工作距离为有限距离时的成像质量难以保证。
3、中国专利cn 116626865 a公开了一种像方远心镜头，该镜头适用的波段范围为400~1000nm，镜头f数为2.7，焦距43mm；该镜头可对近距离物体成像，观察距离可在1～2m范围内进行调节；在探测器靶面和后透镜组b固定的情况下，观察不同距离的物体时，只需要移动前透镜组a即可在不同工作距离下实现像面补偿以保证像质。该专利解决了近距离目标光谱成像分析，但镜头的相对孔径较小，不适用于弱光的工作环境。p>
4、为获取能量更强、波段范围更宽的光信息，另一方面考虑设计大孔径成像。基于光学镜头的成像原理，光学镜头的光摄入量取决于光学镜头的孔径，较小的孔径使光学镜头无法在弱光环境下良好成像，为适用不同光照环境下的成像，光学镜头应尽量具备较大的孔径，然而随着孔径的增大，光学镜头所要承担的像差就更大，因此其成像质量一般就更差。
5、同时，在大孔径的基础上镜头要对宽波段成像，则要承担更大的色差，镜头的成像质量更加难以保证，因此目前具有远心设计的光学镜头较少看到同时具备大孔径（f数小于2.0）、宽波段范围（如400~1000nm），且工作距离（250mm至无穷远）可调节的设计。
技术实现思路
1、本专利技术提出一种大孔径远心镜头及测量设备，至少解决上述技术问题之一。
2、为实现上述目的，本专利技术提出了以下技术方案：
3、一种大孔径远心镜头，沿光轴方向从物面至像面，由前固定透镜组、孔径光阑、后调焦透镜组组成；
4、前固定透镜组用于收集视场内物面的光线，并将光线汇聚至孔径光阑；镜头标称焦距f与前固定透镜组焦距fc1满足：3.0<fc1/f<5.0；
5、后调焦透镜组配合孔径光阑，平衡像差，并使得光线以像方远心的方式聚焦至像面；
6、后调焦透镜组由具有正光焦度的第三透镜、具有负光焦度的第二胶合透镜组、具有负光焦度的第六透镜、具有正光焦度的第七透镜、具有正光焦度的第八透镜、具有正光焦度的第三胶合透镜组组成；
7、其中，镜头标称焦距f与第三透镜焦距f3满足：0.7<f3/f<0.9；
8、镜头标称焦距f与第二胶合透镜组焦距fc2满足：-0.8<fc2/f<-0.6；
9、镜头标称焦距f与第六透镜焦距f6满足：-0.4<f6/f<-0.3；
10、镜头标称焦距f与第七透镜焦距f7满足：1.4<f7/f<1.7；
11、镜头标称焦距f与第八透镜焦距f8满足：0.5<f8/f<0.6；
12、镜头标称焦距f与第三胶合透镜组焦距fc3满足：0.9<fc3/f<1.2。
13、进一步地，前固定透镜组为具有正光焦度的第一胶合透镜组。
14、进一步地，所述第一胶合透镜组由具有正光焦度的第一透镜和具有负光焦度的第二透镜通过胶合工艺组成。
15、进一步地，所述第二胶合透镜组由具有正光焦度的第四透镜和具有负光焦度的第五透镜通过胶合工艺组成。
16、进一步地，所述第三胶合透镜组由具有正光焦度的第九透镜、第十透镜通过胶合工艺组成。
17、进一步地，该镜头工作距离的范围为250mm至无穷远。
18、进一步地，该镜头的工作距离发生变化时，后调焦透镜组与孔径光阑，在前固定透镜组与像面之间发生相对移动，使得调焦后镜头的最小焦距fmin、调焦后镜头的最大焦距fmax、镜头标称焦距f，满足：(fmax-fmin)/f≤0.06。
19、进一步地，该镜头的f数小于2.0。
20、进一步地，该镜头的工作波段覆盖400～1000nm。
21、另一方面，本专利技术还提出一种测量设备，包括如上所述的大孔径远心镜头。
22、本专利技术的有益效果如下：
23、1.本专利技术提出的大孔径远心镜头，可满足宽波段（400~1000nm），覆盖可见近红外波段范围，满足大部分远心镜头的应用场景；
24、2.本专利技术提出的大孔径远心镜头，其f数小于2.0，可以获取能量更强的光信息，满足弱光环境的应用场景；
25、3.本专利技术中该镜头的工作距离可调节，其调节范围为250mm至无穷远，实现远心镜头对近距离目标及大范围目标的成像需求；
26、4.本专利技术中该镜头的工作距离发生变化时，后调焦透镜组与孔径光阑，在前固定透镜组与像面之间发生相对移动，使得调焦后镜头的最小焦距fmin、调焦后镜头的最大焦距fmax、镜头标称焦距f，满足：(fmax-fmin)/f≤0.06；本专利技术严格控制镜头的工作距离对镜头焦距的影响，保证镜头在不同距离均具有良好的光学性能；
27、5.本专利技术提出的大孔径远心镜头，在50线对目标对比度大于0.3，具有良好的成像质量，适配10um像元相机；
28、6.本专利技术所提出的镜头，各透镜均为球面透镜，便于加工，降低镜头的制造成本。
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1.一种大孔径远心镜头，其特征在于，沿光轴方向从物面至像面，由前固定透镜组、孔径光阑、后调焦透镜组组成；
2.根据权利要求1所述的大孔径远心镜头，其特征在于，前固定透镜组为具有正光焦度的第一胶合透镜组。
3.根据权利要求2所述的大孔径远心镜头，其特征在于，所述第一胶合透镜组由具有正光焦度的第一透镜和具有负光焦度的第二透镜通过胶合工艺组成。
4.根据权利要求3所述的大孔径远心镜头，其特征在于，所述第二胶合透镜组由具有正光焦度的第四透镜和具有负光焦度的第五透镜通过胶合工艺组成。
5.根据权利要求4所述的大孔径远心镜头，其特征在于，所述第三胶合透镜组由具有正光焦度的第九透镜、第十透镜通过胶合工艺组成。
6.根据权利要求1所述的大孔径远心镜头，其特征在于，该镜头工作距离的范围为250mm至无穷远。
7.根据权利要求6所述的大孔径远心镜头，其特征在于，该镜头的工作距离发生变化时，后调焦透镜组与孔径光阑，在前固定透镜组与像面之间发生相对移动，使得调焦后镜头的最小焦距fmin、调焦后镜头的最大焦距fmax、镜头标称焦距f，
8.根据权利要求1所述的大孔径远心镜头，其特征在于，该镜头的F数小于2.0。
9.根据权利要求1所述的大孔径远心镜头，其特征在于，该镜头的工作波段覆盖400～1000nm。
10.一种测量设备，其特征在于，包括：如权利要求1至9中任一项所述的大孔径远心镜头。
...【技术特征摘要】
1.一种大孔径远心镜头，其特征在于，沿光轴方向从物面至像面，由前固定透镜组、孔径光阑、后调焦透镜组组成；
2.根据权利要求1所述的大孔径远心镜头，其特征在于，前固定透镜组为具有正光焦度的第一胶合透镜组。
3.根据权利要求2所述的大孔径远心镜头，其特征在于，所述第一胶合透镜组由具有正光焦度的第一透镜和具有负光焦度的第二透镜通过胶合工艺组成。
4.根据权利要求3所述的大孔径远心镜头，其特征在于，所述第二胶合透镜组由具有正光焦度的第四透镜和具有负光焦度的第五透镜通过胶合工艺组成。
5.根据权利要求4所述的大孔径远心镜头，其特征在于，所述第三胶合透镜组由具有正光焦度的第九透镜、第十透镜通过胶合工艺组成。
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【专利技术属性】
技术研发人员：白皓轩，唐俊峰，曹桂平，董宁，
申请(专利权)人：合肥埃科光电科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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