[实用新型]大视野双远心光学系统

说明书

本实用新型公开了一种大视野双远心光学系统，包括由物方到像方沿光轴依次设置的第一光学组件、孔径光阑和第二光学组件，第一光学组件的组合光焦度为正，第二光学组件的组合光焦度为正，第一光学组件和第二光学组件的焦平面重合，焦平面与孔径光阑所在的平面重合；第一光学组件包括透镜Ⅰ和胶合的透镜Ⅱ与透镜Ⅲ，透镜Ⅰ的光焦度为正并部分承担第一光学组件的组合光焦度，透镜Ⅱ与透镜Ⅲ组合的光焦度为正，部分承担第一光学组件的组合光焦度，使不同视野不同波长的主光线精确汇聚于孔径光阑所在的平面内。本实用新型在一定范围内校正了由不同视野不同波长的主光线产生的球差和色差，获得较高的远心度，且不同波长光的远心度差异不大等优点。

技术领域

本实用新型涉及光学仪器，具体为一种大视野双远心光学系统。

背景技术

在机器视觉和工业自动化系统中，光学自动检测尤为关键，而光学镜头是实现光学自动检测的核心部件。

双远心镜头，以其优异的成像质量，极小的畸变，极小的视差得到越来越广泛的应用。

一方面，双远心镜头光学结构较复杂，特别是大视野的双远心镜头，多片大口径镜片的使用使得镜头造价极高，且极其笨重，故在双远心系统中，控制大口径镜片的使用是关键；另一方面，为了追求成本控制和工艺简单，过少的使用大口径镜片，则会由于球差和色差的影响造成远心度差、亦或出现远心度随波长变化剧烈等不利于实现高精度测量的不利影响。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提出了一种大视野双远心光学系统。

能够解决上述技术问题的大视野双远心光学系统，其技术方案包括由物方到像方沿光轴依次设置的第一光学组件、孔径光阑和第二光学组件，所述第一光学组件的组合光焦度为正，所述第二光学组件的组合光焦度为正，所述第一光学组件和第二光学组件的焦平面重合，所述焦平面与孔径光阑所在的平面重合。

一种优化方案中，所述第一光学组件包括由物方到像方依次设置的透镜Ⅰ和胶合为一体的透镜Ⅱ与透镜Ⅲ，所述透镜Ⅰ的光焦度为正，所述透镜Ⅱ与透镜Ⅲ组合的光焦度为正，两个正的光焦度共同承担第一光学组件的组合光焦度，透镜Ⅱ与透镜Ⅲ用于校正球差和色差，使不同视场不同波长的主光线精确汇聚于孔径光阑所在的平面内。

进一步，所述透镜Ⅰ为采用冕牌玻璃材料制作的平凸透镜或双凸透镜，透镜曲率半径小的面朝物方，若透镜Ⅰ为平凸透镜则其折射率和阿贝数满足1.6≤n_d≤1.7且50≤ν_d≤60，若透镜Ⅰ为双凸透镜则其折射率和阿贝数满足1.4≤n_d≤1.5且60≤ν_d≤80；所述透镜Ⅱ为采用冕牌玻璃材料制作的平凸透镜或双凸透镜，透镜Ⅱ的光焦度为正，其小曲率半径面朝物方，其折射率和阿贝数满足1.5≤n_d≤1.6且55≤ν_d≤65；所述透镜Ⅲ为采用火石玻璃材料制作的平凹透镜或双凹透镜，透镜Ⅲ的光焦度为负，其小曲率半径面朝像方，其折射率和阿贝数满足1.8≤n_d≤1.9且35≤ν_d≤45。

为保证较好的球差和色差校正能力，最大视场主光线在透镜Ⅰ上的入射高度为h₁，经过透镜Ⅰ后与光轴的夹角θ₁，在透镜Ⅱ与透镜Ⅲ组成的胶合透镜上的入射高度为h₂，经过透镜Ⅱ与透镜Ⅲ组成的胶合透镜后与光轴的夹角θ₂，同时满足：8.5°≤θ₁≤9.0°、17.0°≤θ₂≤17.5°。

所述第二光学组件依据不同的像面尺寸而不同：

1、在像面尺寸IF满足11＜IF≤43.5时，所述第二光学组件包括由物方到像方依次设置的透镜Ⅳ、透镜Ⅴ、透镜Ⅵ、透镜Ⅶ和透镜Ⅷ，所述透镜Ⅳ和透镜Ⅴ组合为光焦度为正的胶合透镜，主要用于校正系统场曲，所述透镜Ⅵ的光焦度为负，所述透镜Ⅶ和透镜Ⅷ为参数一致的两枚正透镜。