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远心镜头的设计原理

时间:2024-04-12      点击次数:138
  远心镜头由于其特别的设计原理,具有高分辨率、超大景深,超低畸变等光学特征。选择该镜头时,通常需要关注放大倍率、景深、远心度、畸变、分辨率等技术指标。
  1.放大倍率
  远心镜头的放大倍率,β=感光器直径/视野直径,在选择镜头时,要求镜头兼容的传感器靶面大于或等于配套的相机靶面,否则会造成分辨率的浪费。
  2.远心度
  远心度描述了镜头主光线偏离于光轴的角度,角度越小远心度越好,成像的倍率误差就越小,测量也就越精确。
  3.景深
  景深指镜头能成清晰像的最近物点与最远物点之间的距离。由于远心镜头特别的设计原理,具有比普通工业镜头大得多的景深。
  4.畸变
  畸变是光学透镜固有的透视失真的总称,该镜头具有很小的畸变。
  5.分辨率
  分辨率指该镜头能分辨的两点的最小距离或1mm内可以分辨观察到黑白条纹的线对数。也可用传感器能分辨的最高空间频率表示,镜头的分辨率=1/2 x像元尺寸。
  如:传感器像元大小3um,远心镜头的分辨率则是166lp/mm,根据高分辨率的要求,镜头的MTF需要在166lp/mm大于0.3。
  在选择远心镜头时,除了以上主要的技术指标外,该镜头的接口类型、照明方式、F数等技术指标也需要满足要求。

 

  远心镜头选型
  由于远心镜头具有特别的技术优势,目前,在机械零件测量、塑料零件测量、玻璃制品与医药零件测量、电子元件测量等高精度检测方面均有应用。该镜头与光源、相机一起构成一个图像采集系统,因此该镜头的选择受到整个系统要求的制约,在进行选择时要综合判断:
  1.镜头的视场≥被测物大小;同时考虑镜头放大倍率和兼容传感器尺寸;
  2.镜头的景深大小≥被测物表面起伏高度;
  3.镜头的分辨率、畸变、远心度匹配检测系统的检测精度;
  4.镜头的工作距离、外形尺寸匹配安装的尺寸空间;
  5.镜头的接口匹配相机接口;
  6.还需要考虑系统的打光照明方式,有非同轴和同轴两种远心镜头可供选择,同时要考虑到镜头F数和照明接口尺寸。

 

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