摘要：由于自动化机器视觉系统和装配线之间所需的空间差异很大,传统的定焦镜头难以满足,需要一款具有大跨度工作距的光学成像系统。基于物面位置改变对系统初级像差影响的理论,运用Zemax软件多重结构的功能,在设定的多个物距下进行优化设计,从而达到对宽工作距的需求。光学系统设计结果表明:调焦范围从146mm到无穷远;最大光圈F数为2.8,中心在空间频率100lp/mm处调制传递函数(MTF)值大于0.3,0.7视场在72lp/mm处调制传递函数大于0.3。这样的成像效果可以代替人工,观察到装配线上远近各个方位的零件运作情况,提高自动化的程度。

摘要：机器视觉镜头参数要求有别于其他镜头,为了保证测量精度,要求镜头的光学畸变很小甚至接近零,有的工作场合还要求有很宽的工作距等。设计一种机器视觉镜头,使用8枚球面镜片,采用固定后组,移动前组的调焦结构,实现了在空间频率120 lp/mm处,工作距从无穷远到超近摄0.1 m时,镜头畸变小于0.1%,MTF全视场大于0.4的性能要求。光学系统后组使用了两枚镜片,与后组只有一枚镜片的架构不同,不仅提升了光学性能,还有利于系统的平衡及稳定。整个光学系统没有非球面,也没有高折射率或高阿贝数的特殊玻璃,均为常见的冕牌玻璃和火石玻璃,降低了镜头成本,镜片加工及组装公差范围内量产优良率达90%以上。该镜头光学系统可广泛应用于机器视觉尤其是智能机器视觉行业。