小孔径炮膛视觉检测系统的光学设计

摘要

本文设计了一套管道内窥系统,能对小口径炮膛进行快速、准确的视觉检测.该系统采用偏心结构,并将第一片物镜设计为柱面镜,以适应物距小、被检测管壁面为非平面的特殊性质;利用平面反射镜将光轴方向由径向转为轴向,以方便后续物镜和图像传感器的安排.光学系统的外形尺寸为Φ18mm×33mm(径向×轴向),视场覆盖范围大于四分之一圆周,可对直径小至35mm的炮膛进行清晰成像检测;在空间分辨率为501p/mm时,MTF值均高于0.6,镜头畸变量小于0.1％,保证了检测精度.针对炮膛检测的客观条件,对该镜头的结构特点进行了分析,并给出了设计结果.