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机器视觉工程师应该了解的16个工业镜头专业术语
机器视觉工程师应该了解的16个工业镜头专业术语

机器视觉目前已成为实现工业自动化和智能化的核心关键点之一,科技发展日新月异,机器视觉行业伴随制造业的强势崛起,受到各行业的广泛关注和充分的工业应用,下面小编给大家介绍一些常见的机器视觉工业镜头的相关专业术语。一、远心光学系统指主光线平行于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

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机器视觉目前已成为实现工业自动化和智能化的核心关键点之一,科技发展日新月异,机器视觉行业伴随制造业的强势崛起,受到各行业的广泛关注和充分的工业应用,下面小编给大家介绍一些常见的机器视觉工业镜头的相关专业术语。
一、远心光学系统
指主光线平行于镜头光轴的光学系统。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。光从镜头朝向影像,与与光学轴保持平行,甚至在轴外同样如此,则称为影像侧远心光学系统。
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二、远心镜头
远心镜头指主光线与镜头光源平行的镜头。有物体侧的远心,成像侧的远心,两侧的远心行头等方式。
通常的镜头
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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。
两方远心境头
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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
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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
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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
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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。
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优点:与MML相似,但镜头凸缘后端的尺寸出现极大差异时,会改善精确度。
缺点:与MML相似,但成本比MML更高。
四、远心
Telecentricity是指物体的倍率误差。倍率误差越小,Telecentricity越高。Telecentricity有各种不同的用途,在镜头使用前,把握Telecentricity很重要。远心镜头的主光线与镜头的光轴平行,Telecentricity不好,远心镜头的使用效果就不好;Telecentricity可以用下图进行简单的确认。
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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。
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六、分辨力(Lines/mm)
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)。如下图示:
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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。
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十、电视失真
实际边长的歪曲形状与理想的形状的百分比算出的值。
十一、孔径效率边际光量(%)
孔径效率为使用镜头拍摄均匀亮度的物体时,成像盘光学轴与四周区域之间的亮度差异,单位为百分比(%),假设中央亮度为100,为镜头的光学特征之一。
十二、遮蔽(%)
遮蔽为使用镜头与CCD-TV镜头拍摄均匀亮度的物体时,电视机屏幕中央与边缘之间的亮度差异,单位为百分比(%)。通常使用受光组件与CCD组件的功率比计算此百分比。遮蔽意指镜头与TV镜头的整体表现,可使用远心光学系统以缩小遮蔽的情况。
十三、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。
十四、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。
十五、物像间距离O/I(Object to Imager)
OI指物体到结像平面的距离。
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十六、焦距f(mm)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。


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