在机器视觉领域,尤其是高精度测量任务中,远心镜头是消除透视误差的关键武器。但面对物方远心、像方远心和双远心,小白工程师如何快速区分?一分钟时间,为你理清核心差异!
痛点:如何解决普通镜头的“透视误差”
例如测量传送带上的零件尺寸,使用普通镜头测量零件位置稍有前后移动(物距变化),成像大小就会改变,导致测量结果失真。这是因为主光线(通过孔径光阑中心的光线)在物方或像方不平行于光轴,导致放大率对物距/像距敏感。
工业远心镜头通过特殊设计(孔径光阑位于特定焦点位置),强制主光线平行于光轴,从而在特定方向消除透视误差。
物方远心镜头
(1)孔径光阑位于像方焦平面。主光线在物方平行于光轴。在视觉方案中,物距变化时,成像尺寸几乎不变!
(2)应用:1.零件在景深范围内有轻微高度变化(如振动传送带)。2.需要精确测量物体本身尺寸,且工作距离可能不稳定。3.例如:检测堆叠的硬币高度或电子元件尺寸。
(3)特征: 光线从镜头出来后是平行的,镜头前端口径通常较大。
像方远心镜头
(1)孔径光阑位于物方焦平面。 主光线在像方平行于光轴。在检测方案中,像面位置(传感器位置)有微小安装误差或倾斜时,成像尺寸仍旧不变!
(2)应用:1.相机安装可能存在轻微偏差或晃动。2.对传感器位置的精确性要求不苛刻的场景。3.配合对安装敏感的传感器(如某些线阵相机)。
(3)特征: 光线进入镜头时是平行的,镜头后端设计更关键。
双远心镜头
(1)孔径光阑位于镜头中间(物方和像方焦平面重合处)。 主光线在物方和像方都平行于光轴。集合了物方和像方远心的全部优点!
(2)核心优势:面对像面位置变化/倾斜依旧时,能保持成像尺寸稳定,提供极低的畸变和极高的测量精度。
(3)应用:1.超高精度尺寸测量(如半导体、精密零件检测)。2.需要同时克服工作距离不稳定和相机安装误差的场景。3.对图像质量要求极其严苛的应用。
(4)特征: 两端光线都是平行的,通常体积更大、成本更高。
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