阅读说明：本技术 一种低成本超大口径的物方远心光学系统 (Low-cost ultra-large-caliber object space telecentric optical system ) 是由 向先兵 陈铭勇 于 2019-08-29 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种低成本超大口径的物方远心光学系统,包括在同一射线上的物面、菲涅尔透镜、孔径光阑、非远心有限远成像系统和像面,物面用于接收入射光线,物面接收的入射光线依次经过菲涅尔透镜、孔径光阑和非远心有限远成像系统成像在像面上,非远心有限远成像系统为CCTV镜头、FA镜头或照相机镜头。本发明当透镜口径大于300,可以用菲涅尔透镜代替超大口径的透镜,在生产制造过程,生产一个超大口径的菲涅尔透镜比生产一个普通的透镜简单,时间短很多；在重量方面,菲涅尔透镜比较轻；精度方面,只是略微比普通差一点。总的来说,在大口径的远心系统中,用菲涅尔透镜,可以使大口径远心系统的成本降低。(The invention discloses a low-cost ultra-large-caliber object space telecentric optical system, which comprises an object plane, a Fresnel lens, an aperture diaphragm, a non-telecentric finite distance imaging system and an image plane on the same ray, wherein the object plane is used for receiving incident rays, the incident rays received by the object plane are imaged on the image plane through the Fresnel lens, the aperture diaphragm and the non-telecentric finite distance imaging system in sequence, and the non-telecentric finite distance imaging system is a CCTV lens, an FA lens or a camera lens. When the aperture of the lens is larger than 300, the Fresnel lens can be used for replacing the lens with the ultra-large aperture, and the production of the Fresnel lens with the ultra-large aperture is simpler than the production of a common lens in the production and manufacturing process, and the time is much shorter; fresnel lenses are relatively light in weight; the accuracy is only slightly worse than normal. In general, in a large-caliber telecentric system, the Fresnel lens is used, so that the cost of the large-caliber telecentric system can be reduced.)

一种低成本超大口径的物方远心光学系统

技术领域

本发明涉一种低成本超大口径的物方远心光学系统，属于光学系统技术领域。

背景技术

迄今为止，随着机器视觉系统在精密检测领域的广泛应用，普通工业镜头难以满足检测要求，为弥补普通镜头应用之不足，适应精密检测需求，远心镜头应运而生。远心镜头由于其特有的平行光路设计一直为对镜头畸变要求很高的机器视觉应用场合所青睐。

物方远心系统，它可以在一定的物距范围内，使得到的图像放大倍率不会变化，这对被测物不在同一物面上的情况是非常重要的应用。

同时，受到物方远心光学系统原理限制，第一片镜片的直径肯定比物方的视野大，因此，制造一个超大口径的物方远心系统就需要制造一片超大口径的镜片。但制造一个超大口径的镜片，制造工艺复杂，要求技术高，耗费时间多，并且透镜本身笨重，换句话说制造一个超大口径的透镜的成本高、周期长、重量大。例如，参见申请号为201510443280.8的发明专利，该发明当第一透镜的口径大于300时，透镜制造成本高，重量重，制造过程复杂。

为了解决上述技术问题，特提出一种新的技术方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低成本超大口径的物方远心光学系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种低成本超大口径的物方远心光学系统，包括在同一射线上的物面、菲涅尔透镜、孔径光阑、非远心有限远成像系统和像面，所述物面用于接收入射光线，所述物面接收的入射光线依次经过菲涅尔透镜、孔径光阑和非远心有限远成像系统成像在像面上，所述非远心有限远成像系统为CCTV镜头、FA镜头或照相机镜头。

优选地，所述菲涅尔透镜、孔径光阑、非远心有限远成像光学系统依次同轴排列。

优选地，所述涅尔透镜包含像方焦平面，所述孔径光阑固定放在菲涅尔透镜的像方焦平面上。

优选地，所述孔径光阑为CCTV镜头、FA镜头或照相机镜头自带的孔径光阑。

优选地，所述同一射线的数量为6条以上。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：当透镜口径大于300，可以用菲涅尔透镜代替超大口径的透镜，在生产制造过程，生产一个超大口径的菲涅尔透镜比生产一个普通的透镜简单，时间短很多；在重量方面，菲涅尔透镜比较轻；精度方面，只是略微比普通差一点。总的来说，在大口径的远心系统中，用菲涅尔透镜，可以使大口径远心系统的成本降低。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅说明书附图，本发明提供一种技术方案：一种低成本超大口径的物方远心光学系统，包括在同一射线1上的物面2、菲涅尔透镜3、孔径光阑4、非远心有限远成像系统和像面6，物面2用于接收入射光线，物面2接收的入射光线依次经过菲涅尔透镜3、孔径光阑4和非远心有限远成像光学系统5成像在像面6上，非远心有限远成像光学系统1为CCTV镜头、FA镜头或照相机镜头。

优选地，菲涅尔透镜3、孔径光阑4、非远心有限远成像光学系统5依次同轴排列。

优选地，涅尔透镜包含像方焦平面，孔径光阑4固定放在菲涅尔透镜3的像方焦平面上。

优选地，孔径光阑4为CCTV镜头、FA镜头或照相机镜头自带的孔径光阑4。

优选地，同一射线1的数量为6条以上。

本发明随着机器视觉系统在精密检测领域的广泛应用，普通工业镜头难以满足检测要求，为弥补普通镜头应用之不足，适应精密检测需求，远心镜头应运而生。远心镜头由于其特有的平行光路设计一直为对镜头畸变要求很高的机器视觉应用场合所青睐。本发明公开的低成本，较低精度，超大口径的物方远心光学系统中，用菲涅尔透镜3替代超大口径的透镜，以此降低物方远心光学系统的成本。

在使用的时候，当透镜口径大于300mm，可用菲涅尔透镜3代替超大口径的透镜，在生产制造过程，生产一个超大口径的菲涅尔透镜3比生产一个普通的透镜简单，时间短很多；在重量方面，菲涅尔透镜3比较轻；精度方面，只是略微比普通差一点。总的来说，在大口径的远心系统中，用菲涅尔透镜3，可以使大口径远心系统的成本降低。

本发明附图仅仅是为了呈现出一种便于本领域普通技术人员理解的原理。由于专利申请文件页面大小限制，为更清楚呈现原理，附图中各个部件之间的比例大小与实际产品可能存在不一致的地方，请本领域普通技术人员能够理解，例如在附图中为凸显某一部分的结构原理，故意把这一部分画大，而显得另一部分过小等，都可以以此种情况进行理解，以本领域普通技术人员可知，在本发明的原理基础上，自然可以利用工业化更加合理的设计在本发明基础上将各个部件做的更小巧精致，更实用，都是本领域普通技术人员可知的方式。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端”、“顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

基于没有任何一个产品是只有优点，没有缺点的情况，本发明仅针对背景技术中特定环境使用，例如背景技术提及的场景，如一些用户考虑价格因素，不方便携带等等因素，则不建议购买本申请，本产品只针对和建议需要在背景技术中提及场景和能同时能接受和忽略其它负面因素的用户使用。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。