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远心镜头的简介

远心镜头,是为纠正传统镜头视差而设计,它可以在一定的物距范围内,使得到的图像放大倍率不会变化,简单的说这种镜头拍出来的图像没有近大远小关系。 相比一般镜头而言,它在放大倍率、畸变、视差、解析度等方面都具有绝对优势。

 

远心镜头有分为物方远心镜头、像方远心镜头和双侧远心镜头,他们的成像原理又是否一样呢?本文为大家详细介绍一下:

 

物方远心镜头

传统镜头的光路:

图片1.png


如果我们在像方焦点处放置个小孔,光路就变成了这样:


图片2.png

这个小孔的作用就是只让平行入射的物方光线可以达到像平面成像。从几何关系可以看出这时像就没有近大远小的关系了。物方远心镜头的原理就这么简单。之所以叫物方远心,是因为接收平行光成像,相当于物体在无穷远处。

 

   物方远心镜头的缺点是放大倍数与像距成直接关系。实际使用时相机安装的远近会影响放大倍数。所以每个镜头系统都要单独的标定放大倍数。

 

像方远心镜头

我们知道光路是可逆的,那么将物方远心镜头的光路反过来就成了像方远心镜头的光路。


图片3.png


这种镜头的特点是放大倍数与像距无关,相机离得远还是近都不影响放大倍数。

 

双侧远心镜头

结合物方远心和像方圆心的光路就成为了双侧远心镜头。下面是光路:


图片4.png

这种镜头的特点是物体离得远近或者相机离得远近都不影响放大倍数。所以广泛的应用在机器视觉测量检测领域。

 

当然,实际的远心镜头中的小孔光阑不可能无限的小,那样进来的光线就太小了。所以实际的远心镜头还是会有一定的近大远小关系的(这个指标称之为远心度,远心镜头的远心度通常小于0.1°)。物距也不是任意的,但是它比普通的镜头的景深要大得多。

   远心镜头的选型方法

   远心镜头的选型方法其实跟普通光学系统中的镜头类似,需要关注的几个点如下:

   兼容的CCD靶面尺寸:这一点跟普通镜头的选择类似,要求远心镜头兼容的CCD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。

   接口类型:目前远心镜头提供的接口类型也跟普通镜头类似,有C口,F口等,只要跟相机配套即可使用。

   放大倍率,或成像范围:当放大倍率和CCD靶面确定时,成像范围即确定,反之亦然。

   工作距离:一般以上三点选定的情况下,工作距离已经确定在一个范围之内,这是其成像光路决定的。需要注意的就是此工作距离是否满足实际使用要求。当选用远心系统进行检测时,我们建议先选定镜头,依据其工作距离设计其他机械结构。

   景深范围:在满足前面几个使用条件的前提下,景深范围越大,说明远心系统的光学特性越好,在选型时可作为参考。

   以下是远心镜头的几大参数:

     一:远心度:指物体的倍率误差。倍率误差越小,远心度越高。远心度有各种不同的用途,在镜头使用前,把握远心度很重要。远心镜头的主光线与镜头的光轴平行,远心度不好,远心镜头的使用效果就不好。


二:分辨率:光学系能力的尺度,表示黑白格状图案通过镜头观察时,1mm中可以分辨观察到黑白条纹的最多对数。分辨率为两点间在无法识别前,能靠近的最近距离测量值,例如1μm的分辨率代表两点间在无法识别前,能靠近的最近距离为1μm。


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三:景深:深度为与物体从最佳焦点前后移动时.出现最锐利焦点的最近点与最远点之间的距离。物体侧的深度范围称为景深。同样,照相机侧的范围称为焦点深度。具体的景深的值多少略有不同。


四:光学倍率:放大倍率(Magnification)指的是通过镜头的调整能够改变拍摄对象原本成像面积的大小。光学倍率就是通过光学镜头变倍的放大倍率。主要点与成像的关系:放大率是指成像大小与物体的比。


五:解析度:表示了所能见到了2点的间隔0.61x 使用波长(λ)/ NA=解析度(μ),以上的计算方法理论上可以计算出解析度,但不包括失真。※使用波长为550nm。

 




网站编辑:小优智能科技有限公司 发布时间:Jul 31,2024
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