一种大面阵低畸变机器视觉光学系统的制作方法

本技术涉及光学镜头领域，具体涉及一种大面阵低畸变机器视觉光学系统。

背景技术：

1、随着工业化的推进和技术的不断升级，机器视觉检测已逐步替代人工检测。与传统的人工检测方法相比，机器视觉检测具有更高的精度和效率。它可以检测出人眼无法察觉的表面缺陷和尺寸误差，同时可以在连续稳定、高强度的工作环境下进行高速准确的检测，不仅提高了生产效率和产品质量，也降低了生产成本和人力资源的浪费。此外，机器视觉检测技术凭借其高效、精确、自动化的特性，让我国的制造业得以飞速发展。但随着机器视觉技术的持续发展，以及工业芯片的不断迭代升级，目前很多机器视觉光学系统已经无法满足更广阔的使用场景，因此对机器视觉光学系统提出了更高的要求，比如：更大靶面、更长焦距、更低畸变、更高分辨率等。正因如此，设计一款大面阵、长焦距、低畸变、高分辨率的光学系统来配合机器视觉不断升级的使用场景，将变得很有意义。

技术实现思路

1、为了解决上述的问题，本实用新型要解决的技术问题是提供一种大面阵低畸变机器视觉光学系统，具有高分辨率且在整个工作物距均具有低畸变。

2、本实用新型是这样构成的，它包括沿光轴由物方至像方依次设置的前组a、后组b和成像组c，所述前组a由平凸透镜、第一弯月透镜、第二弯月透镜、第三弯月透镜、第四弯月透镜组成，所述第二弯月透镜、第三弯月透镜粘合成胶合组，所述后组b包括第五弯月透镜。

3、进一步的，所述前组a与后组b之间设置有光阑st，所述成像组c包括平板透镜和像面。

4、进一步的，所述平凸透镜的物方面为凸面、像方面为平面，光焦度为正；第一弯月透镜的物方面为凸面、像方面为凹面，光焦度为正；第二弯月透镜的物方面为凸面、像方面为凹面，光焦度为正；第三弯月透镜的物方面为凸面、像方面为凹面，光焦度为负；第四弯月透镜的物方面为凸面、像方面为凹面，光焦度为负；第五弯月透镜的物方面为凸面、像方面为凹面，光焦度为正。

5、进一步的，所述前组a与后组b的中心距为35.952mm；前组a与光阑st的中心距为9.336mm；光阑st与后组b的中心距为26.616mm。

6、进一步的，所述后组b与成像组c的中心距在33mm～52.124mm之间浮动变化，当物距在无穷远处时，后组b与成像组c的中心距为33mm；当物距在600mm处时，后组b与成像组c的中心距为52.124mm。

7、进一步的，平凸透镜与第一弯月透镜的中心距为0.1mm；第一弯月透镜与胶合组的中心距为0.1mm；胶合组与第四弯月透镜的中心距为2.896mm。

8、进一步的，平板透镜与像面的中心距为0.1mm。

9、进一步的，光学系统镜头的总焦距f，平凸透镜的焦距为f1、第一弯月透镜的焦距为f2、第四弯月透镜的焦距为f5、第五弯月透镜的焦距为f6、胶合组的焦距f9，f1与f的比值满足关系式：1.42＜|f1/f|＜1.48；f2与f的比值满足关系式：1.38＜|f2/f|＜1.45；f5与f的比值满足关系式：0.99＜|f5/f|＜1.15；f6与f的比值满足关系式：1.0＜|f6/f|＜1.11；f9与f的比值满足关系式：1.61＜|f9/f|＜1.65。

10、进一步的，平凸透镜的折射率为n1、阿贝数为v1，其满足关系式：1.65＜n1＜1.68、53.0＜v1＜58.0；所述第一弯月透镜的折射率为n2、阿贝数为v2，其满足关系式：1.65＜n2＜1.68、53.0＜v2＜58.0；所述第二弯月透镜的折射率为n3、阿贝数为v3，其满足关系式：1.59＜n3＜1.60、67.0＜v3＜72.0；所述第三弯月透镜的折射率为n4、阿贝数为v4，其满足关系式：1.64＜n4＜1.65、33.0＜v4＜34.0；所述第四弯月透镜的折射率为n5、阿贝数为v5，其满足关系式：1.62＜n5＜1.72、31.0＜v5＜35.0；所述第五弯月透镜的折射率为n6、阿贝数为v6，其满足关系式：1.74＜n6＜1.82、48.0＜v6＜53.0。

11、与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型的光学系统采用整组移动调焦方式，成像组c相对光轴固定不动，前组a、光阑st、后组b沿光轴做一体化光学聚焦移动。其中光学系统后组b与成像组c的中心距在33mm～52.124mm之间浮动变化，从而实现了600mm～无穷远物距成像的变化。该光学系统由六片五组玻璃组成，其结构简单、分辨率高，而且实现整个工作物距均具有低畸变。

技术特征：

1.一种大面阵低畸变机器视觉光学系统，其特征在于，包括沿光轴由物方至像方依次设置的前组a、后组b和成像组c，所述前组a由平凸透镜、第一弯月透镜、第二弯月透镜、第三弯月透镜、第四弯月透镜组成，所述第二弯月透镜、第三弯月透镜粘合成胶合组，所述后组b包括第五弯月透镜。

2.根据权利要求1所述的一种大面阵低畸变机器视觉光学系统，其特征在于，所述前组a与后组b之间设置有光阑st，所述成像组c包括平板透镜和像面。

3.根据权利要求1所述的一种大面阵低畸变机器视觉光学系统，其特征在于，所述平凸透镜的物方面为凸面、像方面为平面，光焦度为正；第一弯月透镜的物方面为凸面、像方面为凹面，光焦度为正；第二弯月透镜的物方面为凸面、像方面为凹面，光焦度为正；第三弯月透镜的物

4.根据权利要求2所述的一种大面阵低畸变机器视觉光学系统，其特征在于，所述前组a与后组b的中心距为35.952mm；前组a与光阑st的中心距为9.336mm；光阑st与后组b的中心距为26.616mm。

5.根据权利要求2所述的一种大面阵低畸变机器视觉光学系统，其特征在于，所述后组b与成像组c的中心距在33mm～52.124mm之间浮动变化，当物距在无穷远处时，后组b与成像组c的中心距为33mm；当物距在600mm处时，后组b与成像组c的中心距为52.124mm。

6.根据权利要求1所述的一种大面阵低畸变机器视觉光学系统，其特征在于，平凸透镜与第一弯月透镜的中心距为0.1mm；第一弯月透镜与胶合组的中心距为0.1mm；胶合组与第四弯月透镜的中心距为2.896mm。

7.根据权利要求2所述的一种大面阵低畸变机器视觉光学系统，其特征在于，平板透镜与像面的中心距为0.1mm。

8.根据权利要求1所述的一种大面阵低畸变机器视觉光学系统，其特征在于，光学系统镜头的总焦距f，平凸透镜的焦距为f1、第一弯月透镜的焦距为f2、第四弯月透镜的焦距为f5、第五弯月透镜的焦距为f6、胶合组的焦距f9，f1与f的比值满足关系式：1.42＜|f1/f|＜1.48；f2与f的比值满足关系式：1.38＜|f2/f|＜1.45；f5与f的比值满足关系式：0.99＜|f5/f|＜1.15；f6与f的比值满足关系式：1.0＜|f6/f|＜1.11；f9与f的比值满足关系式：1.61＜|f9/f|＜1.65。

9.根据权利要求1所述的一种大面阵低畸变机器视觉光学系统，其特征在于，平凸透镜的折射率为n1、阿贝数为v1，其满足关系式：1.65＜n1＜1.68、53.0＜v1＜58.0；所述第一弯月透镜的折射率为n2、阿贝数为v2，其满足关系式：1.65＜n2＜1.68、53.0＜v2＜58.0；所述第二弯月透镜的折射率为n3、阿贝数为v3，其满足关系式：1.59＜n3＜1.60、67.0＜v3＜72.0；所述第三弯月透镜的折射率为n4、阿贝数为v4，其满足关系式：1.64＜n4＜1.65、33.0＜v4＜34.0；所述第四弯月透镜的折射率为n5、阿贝数为v5，其满足关系式：1.62＜n5＜1.72、31.0＜v5＜35.0；所述第五弯月透镜的折射率为n6、阿贝数为v6，其满足关系式：1.74＜n6＜1.82、48.0＜v6＜53.0。

技术总结本技术涉及一种大面阵低畸变机器视觉光学系统，包括沿光轴由物方至像方依次设置的前组A、后组B和成像组C，所述前组A由平凸透镜、第一弯月透镜、第二弯月透镜、第三弯月透镜、第四弯月透镜组成，所述第二弯月透镜、第三弯月透镜粘合成胶合组，所述后组B包括第五弯月透镜。该光学系统采用整组移动调焦的方式，成像组C相对光轴固定不动，前组A、光阑ST、后组B沿光轴做一体化光学聚焦移动，本光学系统由六片五组玻璃组成，其结构简单、分辨率高，而且实现整个工作物距均具有低畸变。技术研发人员：魏雄斌,邱飞翔,李群,李任峰受保护的技术使用者：福建奥陶纪光电有限公司技术研发日：20231202技术公布日：2024/6/11