远心镜头的选配优势_工业镜头-中联科创ZLKC

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远心镜头的选配优势

发布时间：2020年07月06日

什么是远心镜头
远心是指镜头成像的一种原理特性，主要分为：物方远心、像方远心、物像双侧远心三类。物方远心是指镜头的入瞳位于物方无穷远处，所有进入镜头成像的物方发光点的主光轴都和镜头的主光轴平行，像方远心是指镜头的出瞳位于像方无穷远处，所有经过镜头进入到成像芯片的成像点的主光轴都是和镜头的主光轴平行。

特点及优势：
1、拍摄图像没有视差
机器视觉应用中，几乎所有的检测物体都是三维空间的，都会有平面特征和深度特征，非远心镜头在拍摄物体时，深度特征会随着深度尺寸的大小对平面特征造成影响，这种影响是非远心镜头成像的物理特性决定的，无法消除。

如拍金属接插零件，零件本身是圆柱体结构，平面特征是一个圆形，有一定的深度。这个零件主要通过视觉检测的方式来检测零件上22个圆孔的位置和内径尺寸。我们可以从上面拍图的效果看出，几乎所有的圆孔都会有不同程度的阴影，阴影的位置和大小取决于圆孔在视场平面的位置，左上方的孔的阴影就出现在孔内的左上方，右下方的孔的阴影就出现在孔内的右下方。

这些阴影实际上是镜头因为视差拍摄到的圆孔内壁，阴影的大小不仅跟零件的深度大小有关，而且取决于圆孔是否完全垂直于镜头视野的几何中心。这些阴影对圆孔直径边界的确定和精度计算都产生了影响。而现实工业产品中，几乎所有的零件都是有深度信息的，而且我们很难做到检测零件完全垂直于镜头的几何中心。也就是说在机器视觉检测中我们用常规的工业镜头是没办法避免视差对图像造成影响的。

远心镜头的远心光路设计，保证了成像时不会产生视差，成像的效果就是产品俯视投影的效果，产品本身的厚度对拍摄没有影响。

2、超大景深
通过前面章节对于景深的说明我们知道：景深和镜头的光圈、成像原理有着密切的关系。

如看弹簧，因为弹簧样品的钢丝是螺旋线结构，相对镜头聚焦来说就有一定的前后深度。在实际调整物距和镜头聚焦时，我们无论如何调整也没办法使得前后的钢丝达到同时清晰聚焦，这是由定焦镜头实际景深小于弹簧外径造成的。

3、有效避免折反光干扰
无论是何种视觉检测，外加合适的光源肯定是保证成像的关键，对于大多数项目来说首先考虑的是采用市面上有的、成熟的标准光源，因为不是单独系统设计，在使用这些光源成像的过程中肯定会有很多不需要的角度光，这些角度光经过拍摄物发生折射后会影响到有效特征的图像质量，严重的甚至造成有效使用特征图像无法使用。除了外加光源对图像有可能出现的反光干扰以外，外界的环境光对图像也有可能会出现这种问题的影响，且外界环境光相对于标准光源来说更为复杂和不确定。

对反光材质很敏感的零件，例如金属、玻璃或光洁度比较高的塑胶零件等，在检测拍图时，反光对图像的影响非常大。从光源控制上无法根本解决问题。通过利用远心镜头的成像原理，这个问题就可以迎刃而解。

4、固定的光学倍率
对于成像物距无穷远的镜头，在景深范围内，不同的物距会有不一样的倍率，在拍摄的过程中会出现“近大远小”的一种视觉效果。视觉检测过程中，凡是需要有精度要求的项目都会做物空间和像空间的比例换算，通过图像的尺寸还原实际物体的尺寸。如果一幅图里不同深度的特征有着不同的倍率，那么后期做精度计算的时候就会产生因比例关系的不确定造成的误差，这种误差对精度有着非常大的影响。

拍螺丝，两个螺丝前后位置几乎就在镜头的前后景深边缘，两个螺丝在图片上看已经明显看得出来一颗尺寸大，一颗尺寸小，尺寸的不同是由于螺丝距离镜头前后的距离不同，不同的距离镜头有不一样的倍率。用远心镜头可以一步到位的解决这种问题。

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