基于机器视觉工业检测紫外光学镜头设计

发布时间：2023-04-02 10:22

　　人工智能技术的爆发,市场对工业镜头的需求也呈现出大幅度的递增。工业镜头作为机器视觉系统中的核心元件之一,其成像质量的好坏影响着工业检测的速率和准确度。目前工业镜头的波段主要集中在可见波段和红外波段,对于紫外波段的成像镜头较少。针对这一方面的市场需求,研究并设计一款定焦紫外工业镜头、一款变焦紫外工业镜头、一款双远心紫外镜头。通过研读紫外光谱的特性,着重分析国内外紫外镜头的结构特点及色差校正的相关原理,利用ZEMAX光学软件设计出了焦距短,视场较大,总长较短,覆盖日盲紫外光谱(240nm-320nm)的定焦、变焦紫外镜头;像质分析结果表明,在空间频率为100lp/mm时,定、变焦紫外镜头MTF均大于0.3,星点图的弥散斑均小于5um,畸变均小于3%;并结合Zemax软件模拟实际镜头制造的加工装配,着重分析定、变焦紫外镜头的杂散光和公差,对敏感元件着重控制,为镜头生产装配指明方向。为了满足机器视觉市场中高分辨率、高精度的产品外形尺寸检测需求,再次设计一款具有宽光谱(200nm-700nm)的紫外双远心镜头;通过分析远心镜头的特点,以双高斯结构为原型,通过分离镜片和近对称设计思路,较好的抑制了...

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 机器视觉工业检测技术的介绍
    1.2 紫外技术国内外的发展概况
    1.3 论文主要内容
    1.4 论文选题目的与意义
第二章 相关理论基础
    2.1 紫外技术的相关理论
        2.1.1 紫外光谱特性
        2.1.2 紫外检测技术原理
        2.1.3 紫外材料
    2.2 变焦系统理论
        2.2.1 四种变焦系统的特点
        2.2.2 变焦过程的基本原理
        2.2.3 变焦过程的基本规律
        2.2.4 变焦方程及对它的求解
    2.3 远心系统相关理论
        2.3.1 物方远心系统原理
        2.3.2 像方远心系统原理
        2.3.3 双远心系统光路原理
    2.4 本章小结
第三章 定焦、变焦紫外光学系统设计
    3.1 定焦紫外镜头的设计
        3.1.1 定焦紫外镜头设计参数的确定
        3.1.2 初始结构的选取
        3.1.3 紫外定焦镜头的优化设计
        3.1.4 设计结果与像质评价
    3.2 变焦紫外镜头的设计
        3.2.1 紫外变焦镜头的设计指标
        3.2.2 初始结构的确定与优化设计
        3.2.3 镜头优化后的各焦距处的结构图
        3.2.4 变焦镜头的像质分析
        3.2.5 变焦镜头凸轮曲线的拟合
    3.3 本章小结
第四章 定焦、变焦紫外镜头的公差分析及杂散光分析
    4.1 公差分析
        4.1.1 定焦紫外镜头的公差分析
        4.1.2 变焦紫外镜头的公差分析
    4.2 杂散光分析
        4.2.1 定焦紫外镜头杂散光分析
        4.2.2 变焦焦紫外镜头杂散光分析
    4.3 小章总结
第五章 双远心紫外镜头的设计
    5.1 设计参数
    5.2 初始结构的确定
    5.3 光学系统优化设计
    5.4 优化结果分析
    5.5 公差分析及远心度模拟
        5.5.1 公差分析
        5.5.2 远心度模拟
    5.6 本章小结
第六章 结论
    6.1 全文总结
    6.2 创新之处
    6.3 不足之处与展望
        6.3.1 论文的不足之处
        6.3.2 展望未来
参考文献
攻读学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢
个人简历



本文编号：3779055