[发明专利]一种具有长工作距离的双侧远心光学系统

说明书

本发明公开了一种具有长工作距离的双侧远心光学系统，包括沿光线入射方向自前向后依次设置的前透镜组、光阑和后透镜组；所述前透镜组包括第一透镜，所述后透镜组包括自前向后依次设置的第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜；所述光学系统的像面位于所述第六透镜的后端；所述第一透镜、第二透镜和第五透镜均为光焦度为正的双凸透镜，所述第三透镜和第六透镜为光焦度为负的双凹透镜，所述第四透镜为光焦度为正的平凸透镜；所述第二透镜和第三透镜组成双胶合透镜。本发明采用较少的光学透镜数量实现了物像双侧远心与极低畸变的探测成像，获得近衍射极限像质的光学系统设计，同时可以实现在光阑所在平面集成布置照明光源组件。

技术领域

本发明涉及光学系统技术领域，更具体地说涉及一种具有长工作距离的双侧远心光学系统。

背景技术

基于远心光学系统的工业检测技术应用于高端自动化、机器视觉等领域，推动汽车产业、半导体集成电路制造、先进材料加工、航空航天高精密组装以及家电制造等行业的技术迭代与产业升级，在实现产品性能、效能、精度以及成本控制上展现了优越性。物像双侧远心光学系统既可以消除物方空间被测物体的视觉误差，又可以消除像方探测器处于不同像面位置引起的倍率误差，获得恒定的检测倍率，实现无失真的形状及尺寸等特征检测，在工业检测领域获得了广泛的应用。

目前已有多种物像双侧远心光学系统应用于PCB电路板、手机产品、陶瓷滤芯、高精度弹簧、透光类产品以及精密机械零件等各类工业检测中。当前市面上物像双侧远心光学系统存在透镜数量较多、成本较高等问题，成像质量方面存在边缘畸变及远心度较大等不足，并且集成照明光源组件后的体积与尺寸较为庞大。

发明内容

本发明提供一种具有长工作距离的双侧远心光学系统，通过较少透镜数量，实现高分辨率与极低畸变成像。

本发明解决其技术问题的解决方案是：一种具有长工作距离的双侧远心光学系统，包括沿光线入射方向自前向后依次设置的前透镜组、光阑和后透镜组；

所述前透镜组包括第一透镜，所述后透镜组包括自前向后依次设置的第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜；所述光学系统的像面位于所述第六透镜的后端；

所述第一透镜、第二透镜和第五透镜均为光焦度为正的双凸透镜，所述第三透镜和第六透镜为光焦度为负的双凹透镜，所述第四透镜为光焦度为正的平凸透镜；

所述第二透镜和第三透镜组成双胶合透镜。

进一步，所述前透镜组的光焦度为正，所述后透镜组的光焦度为正；所述前透镜组的光焦度为所述后透镜组的光焦度为所述的比值满足：

进一步，所述光学系统的像高与物高的比值为放大倍率X，所述放大倍率X满足：

0.12≤|X|≤0.36。

进一步，所述光学系统的不同物点光束的主光线与光轴的夹角为θ₁，到达像面光束的主光线与光轴的夹角为θ₂，所述θ₁和θ₂满足：

0°≤|θ₁|≤0.15°；

0°≤|θ₂|≤0.25°。

进一步，所述第二透镜的光焦度为所述第三透镜的光焦度为所述和的比值满足：

进一步，所述第四透镜与第五透镜的组合光焦度为所述第六透镜的光焦度为所述与的比值满足：

进一步，所述光学系统的总光焦度为所述第一透镜的光焦度为所述第二透镜和第三透镜组成的双胶合透镜的光焦度为所述第四透镜的光焦度为所述第五透镜的光焦度为所述第六透镜的光焦度为则满足：