关于远心镜头
遠(yuǎn)心工業(yè)鏡頭主要是為糾正傳統(tǒng)工業(yè)鏡頭的視差而特殊設(shè)計(jì)的鏡頭,它可以在一定的物距范圍內(nèi),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(yīng)用。
普通工業(yè)鏡頭目標(biāo)物體越靠近鏡頭(工作距離越短),所成的像就越大。在使用普通鏡頭進(jìn)行尺寸測量時(shí),會存在如下問題:
1)由于被測量物體不在同一個測量平面,而造成放大倍率的不同;
2)鏡頭畸變大
3)視差也就是當(dāng)物距變大時(shí),對物體的放大倍數(shù)也改變;
4)鏡頭的解析度不高;
5)由于視覺光源的幾何特性,而造成的圖像邊緣位置的不確定性。
而遠(yuǎn)心鏡頭就可以有效解決普通鏡頭存在的上述問題,而且沒有此性質(zhì)的判斷誤差,因此可用在高精度測量、度量計(jì)量等方面。遠(yuǎn)心鏡頭是一種高端的工業(yè)鏡頭,通常有比較出眾的像質(zhì),特別適合于尺寸測量的應(yīng)用。
無論何處,在特定的工作距離,重新調(diào)焦后會有相同的放大倍率,因?yàn)檫h(yuǎn)心鏡頭的最大視場范圍直接與鏡頭的光欄接近程度有關(guān),鏡頭尺寸越大,需要的現(xiàn)場就越大。遠(yuǎn)心測量鏡頭能提供優(yōu)越的影像質(zhì)素,畸變比傳統(tǒng)定焦鏡頭小,這種光學(xué)設(shè)計(jì)令影像面更對稱,可配合軟件進(jìn)行精密測量
普通鏡頭優(yōu)點(diǎn):成本低,實(shí)用,用途廣。
普通鏡頭缺點(diǎn):放大倍率會有變化,有視差。
普通鏡頭應(yīng)用:大物體成像。
遠(yuǎn)心鏡頭的優(yōu)點(diǎn):放大倍數(shù)恒定,不隨景深變化而變化,無視差。
遠(yuǎn)心鏡頭的缺點(diǎn):成本高,尺寸大,重量重。
遠(yuǎn)心鏡頭的應(yīng)用:度量衡方面,基于CCD方面的測量,微晶學(xué)
如何選擇
這些年機(jī)器視覺在中國發(fā)展迅速,大家在系統(tǒng)集成中對普通鏡頭的選型已經(jīng)有了一定了解,但是對遠(yuǎn)心鏡頭的選型還經(jīng)常是一頭霧水,即便在技術(shù)人員的幫助下選擇完鏡頭,在使用過程中還是不知道該注意哪些問題。針對這個問題,遠(yuǎn)心鏡頭和相機(jī)的匹配選擇原則和普通工業(yè)鏡頭是一樣的,只要其靶面的規(guī)格大于或等于相機(jī)的靶面即可。使用過程中請留意,在遠(yuǎn)心鏡頭的物鏡垂直下方區(qū)域范圍的都是遠(yuǎn)心成像,而超出此范圍的區(qū)域,就不是嚴(yán)格意義上的遠(yuǎn)心成像了,這點(diǎn)在實(shí)際的使用中一定要注意,否則會產(chǎn)生不必要的偏差。 客戶在選擇遠(yuǎn)心鏡頭時(shí),首先應(yīng)明白在什么時(shí)候需要時(shí)選擇遠(yuǎn)心鏡頭。根據(jù)遠(yuǎn)心鏡頭原理特征及獨(dú)特優(yōu)勢,當(dāng)檢查物體遇到以下6種情況時(shí),最好選用遠(yuǎn)心鏡頭: 1)當(dāng)需要檢測有厚度的物體時(shí)(厚度>1/10 FOV直徑); 2)需要檢測不在同一平面的物體時(shí); 3)當(dāng)不清楚物體到鏡頭的距離究竟是多少時(shí); 4)當(dāng)需要檢測帶孔徑、三維的物體時(shí); 5)當(dāng)需要低畸變、圖像效果亮度幾乎完全一致時(shí); 6)當(dāng)缺陷只在同一方向平行照明下才能檢測到時(shí)。 選擇遠(yuǎn)心鏡頭,首先應(yīng)明白遠(yuǎn)心鏡頭相關(guān)指標(biāo)對應(yīng)使用條件: 1)物方尺寸------拍攝范圍。 2)像方尺寸------使用的CCD的靶面大小。 3)工作距離------物方鏡頭前表面距離拍攝物的距離。 4)分辨率---------使用的CCD像素大小。 5)景深------------鏡頭能成清晰像的范圍。像/物倍率越大景深越小。 6)接口------------照相機(jī)接口,多為C,T等接口。 根據(jù)使用情況(物體尺寸和需要的分辨率)選擇物方尺寸合適的物方鏡頭和CCD或CMOS相機(jī),同時(shí)得到像方尺寸,即可計(jì)算出放大倍率,然后根據(jù)產(chǎn)品列表選擇合適的像方鏡頭。選擇過程中還應(yīng)注意景深指標(biāo)的影響,因?yàn)橄?物倍率越大景深越小,為了得到合適的景深,可能還需要重新選擇鏡頭。
總結(jié)
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