[發明專利]一種具有長工作距離的雙側遠心光學系統

在審

• 申請號: 201910303355.0
• 申請日: 2019-04-16
• 公開（公告）號: CN109975962A
• 公開（公告）日: 2019-07-05
• 發明（設計）人: 伍雁雄;譚海曙
• 申請（專利權）人: 佛山科學技術學院
• 主分類號: G02B13/22
• 分類號: G02B13/22;G02B13/00;G02B1/00
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 王國標

本發明公開了一種具有長工作距離的雙側遠心光學系統，包括沿光線入射方向自前向后依次設置的前透鏡組、光闌和后透鏡組；所述前透鏡組包括第一透鏡，所述后透鏡組包括自前向后依次設置的第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡、第五透鏡和第六透鏡；所述光學系統的像面位于所述第六透鏡的后端；所述第一透鏡、第二透鏡和第五透鏡均為光焦度為正的雙凸透鏡，所述第三透鏡和第六透鏡為光焦度為負的雙凹透鏡，所述第四透鏡為光焦度為正的平凸透鏡；所述第二透鏡和第三透鏡組成雙膠合透鏡。本發明采用較少的光學透鏡數量實現了物像雙側遠心與極低畸變的探測成像，獲得近衍射極限像質的光學系統設計，同時可以實現在光闌所在平面集成布置照明光源組件。

技術領域

本發明涉及光學系統技術領域，更具體地說涉及一種具有長工作距離的雙側遠心光學系統。

背景技術

基于遠心光學系統的工業檢測技術應用于高端自動化、機器視覺等領域，推動汽車產業、半導體集成電路制造、先進材料加工、航空航天高精密組裝以及家電制造等行業的技術迭代與產業升級，在實現產品性能、效能、精度以及成本控制上展現了優越性。物像雙側遠心光學系統既可以消除物方空間被測物體的視覺誤差，又可以消除像方探測器處于不同像面位置引起的倍率誤差，獲得恒定的檢測倍率，實現無失真的形狀及尺寸等特征檢測，在工業檢測領域獲得了廣泛的應用。

目前已有多種物像雙側遠心光學系統應用于PCB電路板、手機產品、陶瓷濾芯、高精度彈簧、透光類產品以及精密機械零件等各類工業檢測中。當前市面上物像雙側遠心光學系統存在透鏡數量較多、成本較高等問題，成像質量方面存在邊緣畸變及遠心度較大等不足，并且集成照明光源組件后的體積與尺寸較為龐大。

發明內容

本發明提供一種具有長工作距離的雙側遠心光學系統，通過較少透鏡數量，實現高分辨率與極低畸變成像。

本發明解決其技術問題的解決方案是：一種具有長工作距離的雙側遠心光學系統，包括沿光線入射方向自前向后依次設置的前透鏡組、光闌和后透鏡組；

所述前透鏡組包括第一透鏡，所述后透鏡組包括自前向后依次設置的第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡、第五透鏡和第六透鏡；所述光學系統的像面位于所述第六透鏡的后端；

所述第一透鏡、第二透鏡和第五透鏡均為光焦度為正的雙凸透鏡，所述第三透鏡和第六透鏡為光焦度為負的雙凹透鏡，所述第四透鏡為光焦度為正的平凸透鏡；

所述第二透鏡和第三透鏡組成雙膠合透鏡。

進一步，所述前透鏡組的光焦度為正，所述后透鏡組的光焦度為正；所述前透鏡組的光焦度為所述后透鏡組的光焦度為所述的比值滿足：

進一步，所述光學系統的像高與物高的比值為放大倍率X，所述放大倍率X滿足：

0.12≤|X|≤0.36。

進一步，所述光學系統的不同物點光束的主光線與光軸的夾角為θ₁，到達像面光束的主光線與光軸的夾角為θ₂，所述θ₁和θ₂滿足：

0°≤|θ₁|≤0.15°；

0°≤|θ₂|≤0.25°。

進一步，所述第二透鏡的光焦度為所述第三透鏡的光焦度為所述和的比值滿足：

進一步，所述第四透鏡與第五透鏡的組合光焦度為所述第六透鏡的光焦度為所述與的比值滿足：

進一步，所述光學系統的總光焦度為所述第一透鏡的光焦度為所述第二透鏡和第三透鏡組成的雙膠合透鏡的光焦度為所述第四透鏡的光焦度為所述第五透鏡的光焦度為所述第六透鏡的光焦度為則滿足：