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工业镜头常用专业术语(一)
2017.06.22
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    机器视觉系统处理的所有图像信息均通过工业镜头得到,工业镜头的质量直接影响到视觉系统的整体性能。一些客户朋友常常对工业镜头的参数,各种专业术语一头雾水,不知道如何选择,下面普密斯就来介绍一下工业镜头的常用相关专业术语。

一、远心光学系统

  指主光线平行于工业镜头光学轴的光学系统。而光从物体朝向镜头发出,与光学轴保持平行,甚至在轴外同样如此,则称为物体侧远心光学系统。


二、远心镜头

远心镜头指主光线与镜头光源平行的工业镜头。有物方远心,像方远心,双侧远心。


普通工业镜头

主光线与镜头光轴有角度,因此工件上下移动时,像的大小有变化。


双侧远心境头

主物方,像方均为主光线与光轴平行

光圈可变,可以得到高的景深,比物方远心境头更能得到稳定的像

最适合于测量用图像处理光学系统,但是大型化成本高


物方远心境头

只是物方主光线与镜头主轴平行

工件上下变化,图像的大小基本不会变化

使用同轴落射照明时的必要条件,小型化亦可对应


像方远心境头

只是像方主光线与镜头光轴平行

相机侧即使有安装个体差,也可以吸收摄影倍率的变化

用于色偏移补偿,摄像机本应都采用这种镜头


三、远心光学系统的特色

优点:更小的尺寸。减少镜头数量,可降低成本。

缺点:上下移动物体表面时,会改变物体尺寸或位置。

优点:上下移动物体表面时,不会改变物体尺寸或位置。使用同轴照明时。可使用更小的尺寸

缺点:未使用同轴照明时,大于标准镜头的尺寸


四、远心度

  远心度是指物体的倍率误差。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;远心度可以用下图进行简单的确认。


五、分辨率(μm

  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。以下为根据镜头的无相差光衍射情况计算理论分辨率的公式。


六、分辨力(Linesmm)

分辩力指黑白网线图镜头里影像内1mm面积,可识别的黑白两色条纹数。分辨力的单位为线条/mm,例如100线条/mm代表可识别黑白间距1/100mm(10μm)。黑白线条的宽度为1/200mm(5μm)


七、水平TV分辨率(TV线条)

  宽度里的黑白水平线总条数,相当于电视机屏幕垂直高度的高度值。屏幕的垂直与水平长度比率通常为3:4,因此水平宽度里的总条数为3/4。电视机水平分辨率为240TV条线,电视机屏幕水平宽度的总条数为320条线。测量镜头的分辨率时,一组黑色与白色线条应视为一条线,但是在电视机分辨率线条方面,一组视为2TV线条。


八、失真(%

  失真为光学轴外的直型物体,呈现曲线时的镜头像差。镜头失真也称为镜头畸变,即光学透镜固有的透视失真的总称,可分为枕形失真和桶形失真,直线朝向中心的失真情况为枕形失真(Pincushion Distortion),向外扩张的失真称为桶形失真(Barrel Distortion)

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九、TV失真(%

  TV屏幕上的影像失真。数值越接近零,牲能越高。


十、色差

在镜头光学统中,形成影像的位置与影像放大倍率随光线波长的不同而不同。不同波长的光线有不同的颜色,这叫做色彩失真。光学轴上的失真叫做色彩失真。放大倍率的差异则叫做放大倍率色彩失真。


、工作距离(WD)(mm

  工作距离指镜头第一个工作面到被测物体的距离。


、物像间距离O/IObject to Imager

OI指物体到结像平面的距离。


、焦距fmm)后焦距/前焦距

  焦距为光学系统的主光点到焦点的距离。从最后一片镜头的顶点到后焦点的距离,为后焦距。从第一片镜头的顶点到前焦点的距离,为前焦距。


、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。景深(Depth of Field)可以用以下的计算式计算出来:

  景深 = 2 x Permissible COC x 实效F / 光学倍率2 = 允许误差值 / (NA x 光学倍率)(使用的是0.04mmPermissible COC)

  通过镜头的影像理论土会形成点状。清晰影像上出现可接受的摸糊情况,称为可接受的弥散圆。

 

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