
普通镜头的成像特点:
物体离镜头远 → 看起来更小
物体离镜头近 → 看起来更大
这就是透视效应。
举个工业现场的例子:
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条件 |
数值 |
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实际零件直径 |
10 mm |
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零件高度变化 |
5 mm |
如果用普通镜头:
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位置 |
测量结果 |
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上表面 |
10.02 mm |
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下表面 |
9.92 mm |
误差: 0.1 mm,对于很多检测设备来说,这是 不可接受的误差。
二、远心镜头的原理

远心镜头的核心特点是:进入镜头的光线是平行光。
也就是说:无论物体离镜头远近,放大倍率保持不变
因此:
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条件 |
成像大小 |
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物体靠近 |
不变 |
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物体远离 |
不变 |
测量尺寸保持一致。
三、普通镜头 vs 远心镜头
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特性 |
普通镜头 |
远心镜头 |
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透视误差 |
有 |
无 |
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尺寸稳定性 |
一般 |
非常稳定 |
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景深 |
中等 |
很大 |
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价格 |
便宜 |
贵 |
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体积 |
小 |
大 |
典型价格对比:
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类型 |
价格 |
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普通16mm工业镜头 |
500–1000 RMB |
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远心镜头 |
3000–15000 RMB |
四、远心镜头为什么景深更稳定
远心镜头有一个重要特性:放大倍率恒定
即使物体高度变化:
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高度变化 |
图像尺寸 |
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+5 mm |
不变 |
|
−5 mm |
不变 |
这在检测以下产品时非常重要:
PCB元件高度不同
连接器针脚高度
五金件厚度变化
五、远心镜头适合的应用
典型工业应用:
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行业 |
应用 |
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PCB |
焊盘尺寸测量 |
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半导体 |
芯片尺寸 |
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连接器 |
PIN针检测 |
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五金件 |
孔径测量 |
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精密零件 |
外形尺寸 |
特别是:尺寸测量精度 < 0.01 mm
基本都会使用远心镜头。
六、远心镜头也有缺点
1.成本高
远心镜头的光学结构复杂。
2.体积很大
同样焦距:
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镜头 |
长度 |
|
普通镜头 |
50 mm |
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远心镜头 |
150–300 mm |
3.光照要求高
远心系统通常需要:平行光源/背光源
七、远心视觉系统典型结构
工业设备中常见结构:
远心镜头
│
工业相机
│
背光源
│
被测物体
背光可以产生非常清晰的轮廓。
效果:边缘检测精度高
八、什么时候必须用远心镜头
工程上一般有个经验标准:
如果检测任务是:
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条件 |
是否需要远心 |
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外观检测 |
不需要 |
|
缺陷检测 |
不需要 |
|
尺寸测量 |
建议 |
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高精度计量 |
必须 |
如果尺寸精度要求:≤ 0.02 mm,基本都会使用远心镜头。
九、经验总结
视觉行业有一句话:普通镜头做检测 ,远心镜头做测量
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