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遠心鏡頭的設計原理

時間:2024-04-12      點擊次數:982
  遠心鏡頭由于其特別的設計原理,具有高分辨率、超大景深,超低畸變等光學特征。選擇該鏡頭時,通常需要關注放大倍率、景深、遠心度、畸變、分辨率等技術指標。
  1.放大倍率
  遠心鏡頭的放大倍率,β=感光器直徑/視野直徑,在選擇鏡頭時,要求鏡頭兼容的傳感器靶面大于或等于配套的相機靶面,否則會造成分辨率的浪費。
  2.遠心度
  遠心度描述了鏡頭主光線偏離于光軸的角度,角度越小遠心度越好,成像的倍率誤差就越小,測量也就越精確。
  3.景深
  景深指鏡頭能成清晰像的最近物點與最遠物點之間的距離。由于遠心鏡頭特別的設計原理,具有比普通工業鏡頭大得多的景深。
  4.畸變
  畸變是光學透鏡固有的透視失真的總稱,該鏡頭具有很小的畸變。
  5.分辨率
  分辨率指該鏡頭能分辨的兩點的最小距離或1mm內可以分辨觀察到黑白條紋的線對數。也可用傳感器能分辨的最高空間頻率表示,鏡頭的分辨率=1/2 x像元尺寸。
  如:傳感器像元大小3um,遠心鏡頭的分辨率則是166lp/mm,根據高分辨率的要求,鏡頭的MTF需要在166lp/mm大于0.3。
  在選擇遠心鏡頭時,除了以上主要的技術指標外,該鏡頭的接口類型、照明方式、F數等技術指標也需要滿足要求。

 

  遠心鏡頭選型
  由于遠心鏡頭具有特別的技術優勢,目前,在機械零件測量、塑料零件測量、玻璃制品與醫藥零件測量、電子元件測量等高精度檢測方面均有應用。該鏡頭與光源、相機一起構成一個圖像采集系統,因此該鏡頭的選擇受到整個系統要求的制約,在進行選擇時要綜合判斷:
  1.鏡頭的視場≥被測物大小;同時考慮鏡頭放大倍率和兼容傳感器尺寸;
  2.鏡頭的景深大小≥被測物表面起伏高度;
  3.鏡頭的分辨率、畸變、遠心度匹配檢測系統的檢測精度;
  4.鏡頭的工作距離、外形尺寸匹配安裝的尺寸空間;
  5.鏡頭的接口匹配相機接口;
  6.還需要考慮系統的打光照明方式,有非同軸和同軸兩種遠心鏡頭可供選擇,同時要考慮到鏡頭F數和照明接口尺寸。

 

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