机器视觉检测的低畸变物方远心光学系统设计

为了提高机器视觉检测的测量精度和测量效率,有效解决动态测量中调焦不准所导致的测量误差问题,以高斯光学和远心光路设计理论为基础,设计出一款物方远心物镜。该物镜焦距为135 mm、物方线视场为45.18 mm、相对孔径为1:8、物方数值孔径为0.011、放大倍率为-0.177、工作距离为102.41 mm、系统总长为145.09 mm。采用光学理论推导以及前后组组合的设计思路,得到系统的初始结构,再进行像差优化。系统优化后的结果显示:系统的调制传递函数(modulation transfer function,MTF)在Nyquist频率70 lp·mm^(-1)处优于0.4,成像畸变低于0.04%,物方远心度低于0.05°。表明该系统结构紧凑,测量精度高,畸变低,成像质量良好,易于装配实现,并且能很好地应用于机器视觉检测领域。