工業(yè)鏡頭是機(jī)器視覺系統(tǒng)中十分重要的成像元件,系統(tǒng)若想完全發(fā)揮其功能,工業(yè)鏡頭必須要能夠滿足要求才行。21世紀(jì)初,隨著機(jī)器視覺系統(tǒng)在精密檢測領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,普通工業(yè)鏡頭難以滿足檢測要求,為彌補普通鏡頭應(yīng)用之不足,適應(yīng)精密檢測需求,遠(yuǎn)心鏡頭應(yīng)運而生。
遠(yuǎn)心鏡頭依據(jù)其獨特的光學(xué)特
遠(yuǎn)心鏡頭設(shè)計目的就是消除由于被測物體(或CCD芯片)離鏡頭距離的遠(yuǎn)近不一致,造成放大倍率不一樣。根據(jù)遠(yuǎn)心鏡頭分類設(shè)計原理分別為:
1)物方遠(yuǎn)心光路設(shè)計原理及作用:
物方遠(yuǎn)心光路是將孔徑光闌放置在光學(xué)系統(tǒng)的像方焦平面上,物方主光線平行于光軸主光線的會聚中心位于物方無限遠(yuǎn),稱之為:物方遠(yuǎn)心光路。其作用為:可以消除物方由于調(diào)焦不準(zhǔn)確帶來的,讀數(shù)誤差。
2)像方遠(yuǎn)心光路設(shè)計原理及作用:
像方遠(yuǎn)心光路是將孔徑光闌放置在光學(xué)系統(tǒng)的物方焦平面上,像方主光線平行于光軸主光線的會聚中心位于像方無限遠(yuǎn),稱之為:像方遠(yuǎn)心光路。其作用為:可以消除像方調(diào)焦不準(zhǔn)引入的測量誤差。
3)兩側(cè)遠(yuǎn)心光路設(shè)計原理及作用:
綜合了物方/像方遠(yuǎn)心的雙重作用。主要用于視覺測量檢測領(lǐng)域。
性:高分辨率、超寬景深、超低畸變以及獨有的平行光設(shè)計等,給機(jī)器視覺精密檢測帶來質(zhì)的飛躍。
客戶在選擇遠(yuǎn)心鏡頭時,首先應(yīng)明白在什么時候需要時選擇遠(yuǎn)心鏡頭。根據(jù)遠(yuǎn)心鏡頭原理特征及獨特優(yōu)勢,當(dāng)檢查物體遇到以下6中情況時,最好選用遠(yuǎn)心鏡頭:
1)當(dāng)需要檢測有厚度的物體時(厚度>1/10 FOV直徑);
2)需要檢測不在同一平面的物體時;
3)當(dāng)不清楚物體到鏡頭的距離究竟是多少時;
4)當(dāng)需要檢測帶孔徑、三維的物體時;
5)當(dāng)需要低畸變、圖像效果亮度幾乎完全一致時;
6)當(dāng)缺陷只在同一方向平行照明下才能檢測到時。
選擇遠(yuǎn)心鏡頭,首先應(yīng)明白遠(yuǎn)心鏡頭相關(guān)指標(biāo)對應(yīng)使用條件:
1)物方尺寸------拍攝范圍。
2)像方尺寸------使用的CCD的靶面大小。
3)工作距離------物方鏡頭前表面距離拍攝物的距離。
4)分辨率---------使用的CCD像素大小。
5)景深------------鏡頭能成清晰像的范圍。像/物倍率越大景深越小。
6)接口------------照相機(jī)接口,多為C,T等接口。
根據(jù)使用情況(物體尺寸和需要的分辨率)選擇物方尺寸合適的物方鏡頭和CCD或CMOS相機(jī),同時得到像方尺寸,即可計算出放大倍率,然后根據(jù)產(chǎn)品列表選擇合適的像方鏡頭。選擇過程中還應(yīng)注意景深指標(biāo)的影響,因為像/物倍率越大景深越小,為了得到合適的景深,可能還需要重新選擇鏡頭。
遠(yuǎn)心鏡頭主要應(yīng)用于精密測量。在精密光學(xué)測量系統(tǒng)中,由于普通光學(xué)鏡頭會存在一定的制約因素,如影像的變形、視角選擇而造成的誤差、不適當(dāng)光源干擾下造成邊界的不確定性等問題,進(jìn)而影響測量的精度。而遠(yuǎn)心鏡頭(Telecentric鏡頭)能有效降低甚至消除上述問題,因此Telecentric鏡頭已經(jīng)成為精密光學(xué)量測系統(tǒng)決定性的組件,其應(yīng)用領(lǐng)域也越來越廣泛。