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光學工程
遠心鏡頭概述及其選型

遠心鏡頭(Telecentric),主要是為糾正傳統鏡頭的視差而特殊設計的鏡頭,它可以在一定的物距范圍內,使得到的圖像放大倍率不會隨物距的變化而變化,這對被測物不在同一物面上的情況是非常重要的應用。此外,遠心鏡頭(Telecentric)相比普通鏡頭,還具有低畸變,高景深,高分辨力等特性 。遠心鏡頭由于其特有的平行光路設計一直為對鏡頭畸變要求很高的機器視覺應用場合所青睞,廣泛應用于半導體、機械零部件,科研、激光測徑,印鈔等相關行業,主要完成精密測量、定位等工作任務。 

遠心鏡頭一共有三種: 

1.物方遠心鏡頭—— 物方遠心鏡頭是將孔徑光闌放置在光學系統的像方焦平面上,當孔徑光闌放在像方焦平面上時,即使物距發生改變,像距也發生改變,但像高并沒有發生改變,即測得的物體尺寸不會變化。 物方遠心鏡頭用于工業精密測量,畸變極小。高性能的可以達到無畸變。 

2.像方遠心鏡頭—— 像方遠心鏡頭,通過在物方焦平面上放置孔徑光闌,使像方主光線平行于光軸,從而雖然CCD芯片的安裝位置有改變,在CCD芯片上投影成像大小不變。 像方遠心鏡頭的優點是,使相機的芯片獲得均勻的光線,因為只有平行于光軸的光線才能入射在CCD/CMOS芯片前面的微型鏡片上。從而使圖像不會出現陰影。 

3.兩側遠心鏡頭——此鏡頭兼于上面兩種鏡頭的優點。 在工業圖像處理/機器視覺中,一般只使用物方遠心鏡頭!偶爾也有使用兩側遠心鏡頭的,(當然價格更高)。而在工業圖像處理/機器視覺這個領域里,像方遠心鏡頭一般來說不會起作用的,因此這個行業基本是不用它的。 

什么時候需要遠心鏡頭 

1.當需要檢測有厚度的物體時(厚度>1/10 FOV直徑) 

2.當需要檢測不在同一平面的物體時 

3.當不清楚物體到鏡頭的距離究竟是多少時 

4.當需要檢測帶孔徑的物體時 

5.當需要圖像效果亮度幾乎完全一致時 

6.當缺陷只在同一方向平行照明下才能檢測到時 

與FA普通鏡頭相比,范例: 

1.遠心特性 

非遠心鏡頭下圖(左),下下圖(下)光學系統無法確保視場內一致的放大率,于是總會造成測量精度的下降。

 

2.低畸變特性 

大多數精確測量的場合需要對微小畸變進行標定,優秀的遠心鏡頭廠家采集精確的灰度圖像并進行精確分析以測量畸變,使得遠心鏡頭的畸變如此微小(下圖圖),更真實的還原圖像。

3.高景深范圍和高解析度過小的景深會引起對比度的下降,結果會降低分辨力。遠心鏡頭具有高的景深范圍和解析度,滿足各種不同的測試要求。

 

 


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