一種雙遠(yuǎn)心光學(xué)鏡頭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于工業(yè)機(jī)器視覺(jué)領(lǐng)域，具體涉及一種雙遠(yuǎn)心光學(xué)鏡頭，可匹配35mm相機(jī)以及2K、4K、6K等工業(yè)相機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]—般光學(xué)鏡頭在物距發(fā)生變化時(shí)成像視場(chǎng)和倍率發(fā)生變化的問(wèn)題。一般的光學(xué)鏡頭由于光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)為了滿足超出鏡頭通光孔徑范圍的光線能夠通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)成像的問(wèn)題，通過(guò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)將和系統(tǒng)主光軸不平行的光線聚焦到整個(gè)系統(tǒng)的成像靶面上。這樣，在鏡頭物距發(fā)生變化時(shí)鏡頭的視場(chǎng)和放大倍率就會(huì)相應(yīng)跟隨變化。這種情況在工業(yè)檢測(cè)尤其是工業(yè)測(cè)量的使用過(guò)程中會(huì)造成很嚴(yán)重的問(wèn)題，需要很嚴(yán)格的保證每次光學(xué)工程師將圖像調(diào)整好以后，使用環(huán)境不會(huì)發(fā)生變化，例如搬運(yùn)、移位、震動(dòng)等影響。一旦環(huán)境有變化，鏡頭原有的視場(chǎng)倍率會(huì)發(fā)生變化，檢測(cè)精度就無(wú)法保證，若要繼續(xù)保證精度的使用就需要專業(yè)的光學(xué)技術(shù)人員和軟件人員重新標(biāo)定，這樣非常影響工作效率。
[0003]一般光學(xué)鏡頭景深很小。一般的光學(xué)鏡頭由于在光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)考慮到調(diào)整鏡頭的通光孔徑可調(diào)，鏡頭物距和倍率可調(diào)等因素。鏡頭光學(xué)系統(tǒng)的景深深度范圍很小。在一般的工業(yè)檢測(cè)或測(cè)量中，如果設(shè)計(jì)的零件本身有大的高度落差，比如齒輪、刀頭、等零件，如果要對(duì)整個(gè)零件進(jìn)行檢測(cè)，一般為了提高精度會(huì)采用多工位的方式采圖，這樣需要安裝多個(gè)相機(jī)、鏡頭、光源等，這樣不僅精度要分開(kāi)控制，整個(gè)檢測(cè)的硬件和軟件成本就會(huì)很高。后期會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題的概率也會(huì)增大。
[0004]一般的光學(xué)鏡頭像差平衡的綜合因素會(huì)很多，這樣造成鏡頭無(wú)法達(dá)到最佳成像效果的平衡。鏡頭的像差在設(shè)計(jì)時(shí)是彼此平衡的一個(gè)過(guò)程，一般鏡頭因?yàn)槭褂梅秶鷮拸V，使得設(shè)計(jì)師在平衡的時(shí)候各方面都會(huì)權(quán)衡，因此本身光學(xué)結(jié)構(gòu)無(wú)法將成像質(zhì)量調(diào)整到最佳，這樣在做工業(yè)檢測(cè)時(shí)無(wú)法達(dá)到一個(gè)很好的成像效果。
[0005]一般的光學(xué)鏡頭因?yàn)檫吘壢肷涔饩€和主光軸有較大偏角的原因，拍攝工件時(shí)需要保證鏡頭和工件的垂直度。如果垂直度無(wú)法保證，鏡頭和工件沿光軸夾角的角度區(qū)域就會(huì)有不同程度的陰影產(chǎn)生。如果用戶使用的是黑白相機(jī)做尺寸測(cè)量，那么取灰度圖的過(guò)程中就很難找到工件的邊緣輪廓，這樣測(cè)量精度就無(wú)法保證。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種雙遠(yuǎn)心光學(xué)鏡頭，保證在整個(gè)采集圖像的過(guò)程中始終保持圖像有穩(wěn)定的倍率和視場(chǎng)，物距的一定變化不會(huì)影響到整個(gè)鏡頭視場(chǎng)的變化，且物距在景深內(nèi)變化時(shí)圖像的真實(shí)度不會(huì)發(fā)生改變；也可以把整個(gè)視場(chǎng)邊緣最大的畸變控制在0.1%范圍內(nèi)；具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便的特點(diǎn)。
[0007]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0008]一種雙遠(yuǎn)心光學(xué)鏡頭，包括:
[0009]一機(jī)械組件，所述機(jī)械組件包括有前鏡組、中鏡組以及后鏡組，所述前鏡組、中鏡組以及后鏡組之間通過(guò)同軸螺紋連接；
[0010]一設(shè)置于機(jī)械組件內(nèi)的光學(xué)組件，所述光學(xué)組件包括一內(nèi)置于所述前鏡組的第一前置鏡片和第二前置鏡片，一內(nèi)置于所述中鏡組的中組膠合片，以及一內(nèi)置于所述后鏡組且依次排列的第一后組鏡片，第二后組鏡片以及第三后組鏡片；所述中組膠合片與所述第一后組鏡片之間還設(shè)置有光闌。
[0011]在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述第一前置鏡片的中心厚度為15.95-16.05mm，第二前置鏡片的中心厚度為8.95-9.05mm,第三前置鏡片的中心厚度為21.55-22.65mm，所述第一后組鏡片的中心厚度為16.85-16.95mm,第二后組鏡片的中心厚度為9.15-9.25mm,第三后組鏡片的中心厚度為14.65-14.75mm。
[0012]在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述所述中組膠合片由兩個(gè)透鏡膠合而成。
[0013]在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述前鏡組光線聚焦面和后鏡組物方焦平面間隔在l-2mm范圍內(nèi)，以滿足系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
[0014]通過(guò)上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是:
[0015]本發(fā)明無(wú)需復(fù)雜專業(yè)的調(diào)試即可保證在整個(gè)采集圖像的過(guò)程中始終保持圖像有穩(wěn)定的倍率和視場(chǎng)，物距的一定變化不會(huì)影響到整個(gè)鏡頭視場(chǎng)的變化，且物距在景深內(nèi)變化時(shí)圖像的真實(shí)度不會(huì)發(fā)生改變。
[0016]本發(fā)明解決了一般鏡頭無(wú)法控制的邊緣視場(chǎng)畸變的問(wèn)題，原來(lái)的鏡頭有著不可控且比較大的畸變，畸變的位置和畸變模式是隨機(jī)的，這樣影響到整個(gè)圖像真實(shí)性的判斷；本發(fā)明可以把整個(gè)視場(chǎng)邊緣最大的畸變控制在0.1 %范圍內(nèi)。
【附圖說(shuō)明】
[0017]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0018]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2為本發(fā)明的工作原理圖。
[0020]圖3為本發(fā)明的MTF(調(diào)制光學(xué)傳遞函數(shù)曲線)示意圖。
[0021]圖4為本發(fā)明的彌散圓分布圖。
[0022]圖5為本發(fā)明的場(chǎng)曲示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
[0024]參照?qǐng)D1和圖2，一種雙遠(yuǎn)心光學(xué)鏡頭，包括:機(jī)械組件，所述機(jī)械組件分為三個(gè)部分，前鏡組、中鏡組、后鏡組。鏡組之間通過(guò)同軸螺紋連接。
[0025]一設(shè)置于機(jī)械組件內(nèi)的光學(xué)組件，光學(xué)組件包括一內(nèi)置于所述前鏡組的第一前置鏡片I和第二前置鏡片2，一內(nèi)置于所述中鏡組的中組膠合片3，以及一內(nèi)置于所述后鏡組且依次排列的第一后組鏡片4，第二后組鏡片5以及第三后組鏡片6 ;所述中組膠合與所述第一后組鏡片之間還設(shè)置有光闌7。
[0026]鏡片通過(guò)螺紋壓圈的形式固定在鏡組內(nèi)，鏡片和鏡片之間通過(guò)光學(xué)隔圈間隔開(kāi)。所有的機(jī)械連接方式均為螺紋形式。
[0027]系統(tǒng)光闌設(shè)計(jì)在中組膠合片和第四組鏡片之間，第一前置鏡片的中心厚度15.95-16.05mm，第二前置鏡片的中心厚度8.95-9.05mm,中組膠合片的中心厚度21.55-22.65mm,第一后組鏡片的中心厚度16.85-16.95mm，第二后組鏡片的中心厚度9.15-9.25mm,第三后組鏡片的中心厚度14.65-14.75mm。
[0028]第一前置鏡片材質(zhì)為成都光明的H-ZKL11，第二前