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什么是远心镜头?远心镜头较普通镜头更有优势?

2013-10-16  发布者:admin 

远心镜头(Telecentric),主要是为纠正传统镜头的视差而特殊设计的镜头,它可以在一定的物距范围内,使得到的图像放大倍率不会随物距的变化而变化,这对被测物不在同一物面上的情况是非常重要的应用。

远心镜头的分类主要有以下三种:

1. 物方远心镜头

物方远心镜头是将孔径光阑放置在光学系统的像方焦平面上,当孔径光阑放在像方焦平面上时,即使物距发生改变,像距也发生改变,但像高并没有发生改变,即测得的物体尺寸不会变化。 物方远心镜头用于工业精密测量,畸变极小,高性能的可以达到无畸变。

2.像方远心镜头

像方远心镜头,通过在物方焦平面上放置孔径光阑,使像方主光线平行于光轴,从而虽然CCD芯片的安装位置有改变,在CCD芯片上投影成像大小不变。

像方远心镜头的优点是,使相机的芯片获得均匀的光线,因为只有平行于光轴的光线才能入射在CCD/CMOS芯片前面的微型镜片上,从而使图像不会出现阴影。

3.两侧远心镜头

此镜头兼于上面两种镜头的优点。在工业图像处理/机器视觉中,一般只使用物方远心镜头。偶尔也有使用两侧远心镜头的,(当然价格更高)。而在工业图像处理/机器视觉这个领域里,像方远心镜头一般来说不会起作用的,因此这个行业基本是不用它的。

普通工业镜头目标物体越靠近镜头(工作距离越短),所成的像就越大。在使用普通镜头进行尺寸测量时,会存在如下问题:

1.由于被测量物体不在同一个测量平面,而造成放大倍率的不同;

2.镜头畸变大;

3.视差,也就是当物距变大时,对物体的放大倍数也改变;

4.镜头的解析度不高;

5.由于视觉光源的几何特性,而造成的图像边缘位置的不确定性。

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远心镜头可以有效解决普通镜头存在的上述问题,而且没有此性质的判读误差,因此可用在高精度测量、度量计量等方面。远心镜头是一种高端的机器视觉镜头,通常有比较出众的像质,特别适合于尺寸测量的应用。

无论何处,在特定的工作距离,重新调焦后会有相同的放大倍率,因为远心镜头的最大视场范围直接与镜头的光栏接近程度有关,镜头尺寸越大,需要的视场就越大。远心测量镜头能提供优越的影像质素,畸变比传统定焦镜头小,这种光学设计令影像面更对称,可配合软件进行精密测量。

普通镜头优点:成本低,实用,用途广。

缺点:放大倍率会有变化,有视差。

应用:大物体成像。

远心镜头优点:放大倍数恒定,不随景深变化而变化,无视差。

缺点:成本高,尺寸大,重量重。

应用:度量衡方面,基于CCD方面的测量,微晶学。