本實用新型涉及光學(xué)成像技術(shù)中機器視覺檢測設(shè)備，具體是一種用于機器視覺檢測的大視場長工作距無畸變復(fù)消色差鏡頭。
背景技術(shù)：
：機器視覺檢測是由機器代替人眼進行工業(yè)在線檢測的技術(shù)，其具有檢測速度快、檢測精度高等特點。因此，要求應(yīng)用于機器視覺檢測的鏡頭應(yīng)具有檢測視場大、成像質(zhì)量高、畸變小等參數(shù)指標(biāo)。傳統(tǒng)的機器視覺檢測鏡頭都無法做到在大視場、長工作距離下實現(xiàn)低畸變與復(fù)消色差設(shè)計。軸向色差的存在嚴(yán)重限制了鏡頭成像質(zhì)量的提高。畸變的存在則影響了檢測的準(zhǔn)確性。復(fù)消色差的原理是對3個波長的光線在0.707帶校正色差，這極大地提高了鏡頭的成像質(zhì)量，與傳統(tǒng)的機器視覺檢測鏡頭相比，在相同使用條件下，復(fù)消色差鏡頭成像更加清晰，分辨率更高。公開號為CN105372789的中國專利所設(shè)計的鏡頭具有大視場和低畸變，但未校正軸向色差。公開號為CN104570309的中國專利所設(shè)計的鏡頭實現(xiàn)了復(fù)消色差，但其視場較小、工作距離較短，無法適用于機器視覺檢測。技術(shù)實現(xiàn)要素：本實用新型專利目的在于克服現(xiàn)有機器視覺檢測鏡頭無法同時實現(xiàn)大視場、長工作距條件下的高分辨率、無畸變復(fù)消色差的要求，提供一種用于機器視覺檢測的大視場長工作距無畸變復(fù)消色差鏡頭。該鏡頭不含CaF2材料，成像質(zhì)量符合大視場、長工作距離、高分辨率、無畸變、高像質(zhì)要求。實現(xiàn)本實用新型目的的技術(shù)方案是：一種用于機器視覺檢測的大視場長工作距無畸變復(fù)消色差鏡頭，由正透鏡、負透鏡和光闌面組成，各透鏡、光闌面與物面中心同軸，從光線入射方向依次排列順序為：光闌面、第一正透鏡、第二正透鏡、第一負透鏡、第三正透鏡、第二負透鏡、第四正透鏡、第五正透鏡、第三負透鏡、第六正透鏡和第七正透鏡，第一正透鏡的頂點到物面的距離為工作距離。所述第二正透鏡與第一負透鏡組成第一雙膠合透鏡；第二負透鏡與第四正透鏡組成第二雙膠合透鏡；第五正透鏡與第三負透鏡組成第三雙膠合透鏡；第六正透鏡與第七正透鏡組成一第四雙膠合透鏡。第一正透鏡的厚度為3.97±0.2mm；第二正透鏡的厚度為7.43±0.17mm；第一負透鏡的厚度為4.51±0.17mm；第三正透鏡的厚度為6.81±0.03mm；第二負透鏡的厚度為8.2±0.2mm；第四正透鏡的厚度為3.71±0.2mm；第五正透鏡的厚度為3.5±0.2mm；第三負透鏡的厚度為9.3±0.2mm；第六正透鏡的厚度為3.17±0.2mm；第七正透鏡的厚度為8.58±0.2mm。第一正透鏡到第二正透鏡間的距離為6.45±0.2mm；第二正透鏡與第一負透鏡組成第一雙膠合透鏡；第一負透鏡與第三正透鏡間的距離為0.39±0.02mm；第三正透鏡到第二負透鏡間的距離為1.62±0.02mm；第二負透鏡與第四正透鏡組成第二雙膠合透鏡，第四正透鏡與第五正透鏡間的距離為32.23±0.2mm；第五正透鏡與第三負透鏡組成第三雙膠合透鏡，第三負透鏡到第六正透鏡間的距離為19.85±0.2mm；第六正透鏡與第七正透鏡組成第三雙膠合透鏡透鏡，第七正透鏡到像面間的距離為27.5mm。所述鏡頭的物方視場為35mm×35mm，像方視場11.3mm×11.3mm，全視場像方成像分辨率達到300cycles/mm。所述鏡頭的工作距離為430mm，焦距f’＝177.46mm，相對孔徑D/f’＝0.124；畸變值小于±0.03％。所述的透鏡均為不含CaF2材料。所述鏡頭實現(xiàn)復(fù)消色差的波段范圍為0.4μm-0.7μm。第七正透鏡其球面頂端與像面的間距為27.5mm。所述鏡頭實現(xiàn)復(fù)消色差的波長為0.486μm、0.587μm和0.656μm三種波長，殘余位置色差值<0.01μm，殘余二級光譜值＜0.16μm。本實用新型具有如下特點：(1)本實用新型在0.4μm-0.7μm波段實現(xiàn)復(fù)消色差，成像質(zhì)量高；(2)本實用新型具有較大的物方視場及工作距離，視場范圍為35mm×35mm，工作距離為430mm；(3)本實用新型具有大視場下的高分辨率特性，像方分辨率達到300cycles/mm；(4)本實用新型具有較小的畸變，畸變小于±0.03％，物體成像變形小，利于減小機器視覺檢測的誤差；(5)本實用新型采用無CaF2材料，鏡頭制造成本低。本實用新型的有益效果：本實用新型具有大視場、長工作距離、高分辨率、低畸變及復(fù)消色差特性，無CaF2材料降低制造成本，應(yīng)用于機器視覺檢測可以大幅提升機器視覺檢測的精度，降低鏡頭制造成本。附圖說明圖1為本實用新型實施例1中鏡頭的光路圖；圖2為本實用新型實施例1中鏡頭的調(diào)制傳遞函數(shù)圖；圖3為本實用新型實施例1中鏡頭的點列圖；圖4為本實用新型實施例1中鏡頭的場曲與畸變圖；圖5為本實用新型實施例1中鏡頭的縱向像差圖；圖6為本實用新型實施例1中鏡頭的波像差圖；圖7為本實用新型實施例1中鏡頭的衍射環(huán)繞的能量分布圖。具體實施方式下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型做進一步說明，但不是對本實用新型的限定。實施例：如圖1，一種用于機器視覺檢測的大視場長工作距無畸變復(fù)消色差鏡頭，由正透鏡、負透鏡和光闌面組成，各透鏡、光闌面與物面中心同軸，從光線入射方向依次排列順序為：光闌面、第一正透鏡L1、第二正透鏡L2、第一負透鏡L3、第三正透鏡L4、第二負透鏡L5、第四正透鏡L6、第五正透鏡L7、第三負透鏡L8、第六正透鏡L9和第七正透鏡L10，第一正透鏡L1的頂點到物面的距離為工作距離。所述第二正透鏡L2與第一負透鏡L3組成第一雙膠合透鏡；第二負透鏡L5與第四正透鏡L6組成第二雙膠合透鏡；第五正透鏡L7與第三負透鏡L8組成第三雙膠合透鏡；第六正透鏡L9與第七正透鏡L10組成一第四雙膠合透鏡。所述鏡頭的物方視場為35mm×35mm，像方視場11.3mm×11.3mm，全視場像方成像分辨率達到300cycles/mm。所述鏡頭的工作距離為430mm，焦距f’＝177.46mm，相對孔徑D/f’＝0.124；畸變值小于±0.03％。所述的透鏡均為不含CaF2材料。所述鏡頭實現(xiàn)復(fù)消色差的波段范圍為0.4μm-0.7μm。所述鏡頭實現(xiàn)復(fù)消色差的波長為0.486μm、0.587μm和0.656μm三種波長，殘余位置色差值<0.01μm，殘余二級光譜值＜0.16μm。采用上述實施例結(jié)構(gòu)的鏡頭具體結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)如表1所示：從物面到像面依次排序：光闌面包含表面1；第一正透鏡L1包含表面2、3；第二正透鏡L2包含表面4、5；第一負透鏡L3包含表面5、6；第三正透鏡L4包含表面7、8；第二負透鏡L5包含表面9、10；第四正透鏡L6包含表面10、11；第五正透鏡L7包含表面12、13；第三負透鏡L8包含表面13、14；第六正透鏡L9包含表面15、16；第七正透鏡L10包含表面16、17。第一正透鏡L1的厚度為3.97mm；第二正透鏡L2的厚度為7.43mm；第一負透鏡L3的厚度為4.51mm；第三正透鏡L4的厚度為6.81mm；第二負透鏡L5的厚度為8.2mm；第四正透鏡L6的厚度為3.71mm；第五正透鏡L7的厚度為3.5mm；第三負透鏡L8的厚度為9.3mm；第六正透鏡L9的厚度為3.17mm；第七正透鏡L10的厚度為8.58mm。透鏡L1到透鏡L2間的距離為6.45mm；透鏡L2與透鏡L3組成第一雙膠合透鏡；透鏡L3與透鏡L4間的距離為0.39mm；透鏡L4到透鏡L5間的距離為1.62mm；透鏡L5與透鏡L6組成第二雙膠合透鏡，透鏡L6與透鏡L7間的距離為32.23mm；透鏡L7與透鏡L8組成第三雙膠合透鏡，透鏡L8到透鏡L9間的距離為19.85mm；透鏡L9與透鏡L10組成第三雙膠合透鏡，透鏡L10到像面間的距離為27.5mm。表1表面類型半徑距離材料口徑物面430501光闌面222標(biāo)準(zhǔn)球面40.463.971.4560,90.9024.43標(biāo)準(zhǔn)球面809.816.4524.44標(biāo)準(zhǔn)球面29.8547.431.7174,29.5024.45標(biāo)準(zhǔn)球面504.511.6127，58.5824.46標(biāo)準(zhǔn)球面15.1360.39187標(biāo)準(zhǔn)球面14.0286.811.4560,90.90188標(biāo)準(zhǔn)球面-34.781.62189標(biāo)準(zhǔn)球面-26.638.21.6034,38.011810標(biāo)準(zhǔn)球面10.0693.711.4970,81.611411標(biāo)準(zhǔn)球面19.00532.231412標(biāo)準(zhǔn)球面-62.233.51.4875,70.4425.313標(biāo)準(zhǔn)球面-27.89.31.5688,56.0425.314標(biāo)準(zhǔn)球面-34.9919.8525.315標(biāo)準(zhǔn)球面268.153.171.6127，58.5825.316標(biāo)準(zhǔn)球面-691.88.581.7174,29.5025.317標(biāo)準(zhǔn)球面-70.1527.525.3像面16如圖2，全視場MTF值達到300cycles/mm，接近衍射極限；由圖3可見最大視場處的點列圖均方根半徑為7.707μm，小于CCD相機的極限分辨尺寸11.8μm；由圖4可見，系統(tǒng)畸變小，畸變值<±0.03％；由圖5可見，0.486μm、0.587μm和0.656μm波長的光線在0.707帶基本會聚于一點，系統(tǒng)實現(xiàn)復(fù)消色差，殘余位置色差值<0.01μm，殘余二級光譜值＜0.16μm；由圖6、圖7可見，本實施例的綜合像差、像質(zhì)及照度均達到要求。本說明書中所述的只是本實用新型的較佳具體實施例，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案而非對本實用新型的限制。凡本領(lǐng)域技術(shù)人員依本實用新型的構(gòu)思通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在本實用新型的范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3