机器视觉非球面双远心物镜的设计  被引量:17

Design of Aspherical Double Telecentric Lens for Machine Vision

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作  者:李明东[1] 高兴宇[1] 叶鹏[2] 陈朋波 

机构地区:[1]桂林电子科技大学机电工程学院光机电一体化研究所,广西桂林541004 [2]桂林电子科技大学电子与自动化工程学院,广西桂林541004

出  处:《激光与光电子学进展》2016年第7期128-136,共9页Laser & Optoelectronics Progress

基  金:广西制造系统与先进制造技术重点实验室主任基金(桂科能10-046-07_007);广西自然科学基金(2015jj BA70017);桂林电子科技大学研究生科研创新项目(YJCXS201503)

摘  要:为了用机器视觉检测技术精确检测微小零件的几何轮廓误差,设计了一套高分辨率非球面双远心物镜。根据检测要求确定系统的光学参数,运用架构分析法对系统进行整体光学初始结构设计。运用Zemax光学设计软件对初始结构进行优化,在物镜设计中引入非球面,使结构简化,并有效地平衡系统像差,提高像质。这个结构实现了低畸变(最大畸变小于一个像素)、高分辨率[在奈奎斯特频率90.91 lp/mm处调制传递函数(MTF)值优于0.7,全视场400 lp/mm处MTF值达到0.15]和双远心系统的设计要求。In order to detect the geometric contour errors of small parts using machine vision inspection technology, a high definition double telecentric optical lens is designed. The optical parameters are setup according to the requirements of detection. The structure analysis method for overall structural design is applied to construct the initial optical structure. The optical software Zemax is used to optimize the initial optical structure. The aspherical design is introduced to this lens, which can not only simplify the structure, but also effectively balance the system aberration and greatly improve the image quality. This structure realizes design requirements of low distortion (maximum distortion is less than one pixel), high resolution [modulation transfer function (MTF) at Nyquist frequency of 90.91 lp/mm is greater than 0.7, MTF at full field of 400 lp/mm reaches 0.15] and double telecentric system.

关 键 词:几何光学 双远心光学系统 架构分析法 非球面 

分 类 号:TH702[机械工程—仪器科学与技术]

 

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