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技术文章

  • 远心境头常见问题解答

    远心镜头(Telecentric),主要是为纠正传统工业镜头视差而设计,它可以在一定的物距范围内,使得到的图像放大倍率不会变化,这对被测物不在同一物面上的情况是非常重要的应用。远心镜头由于其特有的平行光路设计一直为对镜头畸变要求很高的机器视觉应用场合所青睐。


    远心镜头分类

    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。


    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。


    双侧远心镜头:

    双侧远心镜头兼于上面两种远心镜头的优点。在工业图像处理中,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。


    1.MTF(调制传递函数)和CTF(对比度传递函数)之间的区别是什么?

    CTF(对比度传递函数)表示当"方形图案"(棋盘格)成像时镜头的响应对比度; 该参数对评估测量应用的边缘锐度是极有用的。 而MTF(调制传递函数)是对比度响应达到成像正弦模式,其中的灰色水平范围从0到255,对机器视觉应用来说,这个值是比较困难转换成任何有用的参数的。


    2.远心是指"物体内部或外部的壁完全消失"吗?

    不是的。即使非常完美地远心镜头也只有一半的光锥来自物体的边缘,它撞击传感器。因此,在一个部件内部或外部边缘的图像将出现一些模糊。这种现象可以减少,甚至通过校准而消失。


    3.畸变校正是什么?

    由于远心镜头是现实世界中的对象,它们有一定的剩余畸变,这会影响测量精度。通过一个二阶多项式能接近,畸变的计算公式为实际和预计的图像高度的不同百分比。如果我们定义从图像中心的径向距离如下:

    Ra = 实际半径

    Re = 预计半径

    实际半径的功能是计算畸变:

    dist (Ra) = (Ra - Re)/Ra = c*Ra?2 + b*Ra + a

    其中a, b和c 是恒定值,它定义畸变曲线的表现; 注意"a"通常表示零畸变,它通常是在图像的中心。在有些情况下,三阶多项式可以得到曲线完美契合。除了径向畸变外,梯形畸变也必须考虑。这种情况可以被认为是由于光学和机械部件偏离角度的错误,其后果是图像空间和对象空间的平行线转化为会聚(或发散)。这样的状况,也称为"梯形畸变"或"薄棱镜",可以很容易地通过相当常见的算法,计算会聚束线相互交叉的点。有趣的是,径向和梯形畸变是两个完全不同的物理现象,因此,他们可以通过两个独立的空间转换功能,通过数学方法来随后校正。另一种方法是马上校正到合适的畸变:网格的图案是用来定义畸变的误差值,它们有区带。最终的结果是一个向量场关联到一个具体的图像区,每个向量定义修正已被应用到的x, y坐标的图像范围内来进行测量。


    4.为什么"远心的范围"是一种误导性的概念呢?

    一些供应商谈论"远心范围",这就是说,在一定深度范围内(以毫米表示)最大的错误是你会得到和留在一个一定值(通常用微米表示),此参数从光学和可能的误导角度来说是毫无意义的。

    光锥最大程度取决于远心镜头所表达的倾角。由于射线"跑直线"的空间,我们说:"所有的空间是远心"!我们保证我们的镜头最大光锥最大程度取决于远心镜头所表达的倾角。由于射线"跑直线"的空间,我们说:"所有的空间是远心"!我们保证我们的镜头最大 倾斜0.1,0,0017(弧度)远心转向成弧度,虽然从测试精确的远心典型背离通常是一半,约0,0008 RAD(0.8弧度)。这意味着,最大误差为1毫米的位移将小于1微米。博信光电子用特殊精密的测试仪器来测量具体的参数,我们保证每个远心镜头均有一个严谨的测试报告。



    5. F接口和反弹

     许多标准的F接口适配器,标准相机镜头受到反弹的影响: F接口本质上是有弹性的,因为是基于预负荷弹簧。F接口是一个商业标准,而不是工业标准,所以它既没有参考工具书,以确定每个负载,也没有确切的机械公差资料。F接口,由于它的弹性性质, 如果附着在镜片的相机很重,系统受振动, 可能会很不稳定(显然,,只有通过相机镜头的F卡口到位,我们并不推荐)。克服反弹的方式:

     1)加固相机;2)尝试不同的摄像机适配器;3)增加弹簧预负荷。


    6. 图案涂料的种类

    OE浏览器供应激光雕刻和投影光刻技术或畸变校正图纹。


    7.激光雕刻

    沉积在玻璃基板的绝缘材料的几层。结果是"分色"的一面镜子,这是非常类似的铝涂层。一个激光源,然后用于去除基板的部分,通过刻的表面积,让光通过。这种技术是快速、价格低廉,但不是很准确。激光光斑侧为30-40微米并不能准确地表示真正的几何分辨率。


    8、光刻

    镀铬层是在玻璃基板上。随着紫外线开发,类似的技术用于电子线路板制造,光敏电阻放置的镀铬层上。酸在玻璃表面留下所需的铬模式,然后用删除的不发达光敏地区。随着紫外线发展正在开展的一种高精度绘图仪,几个微米比几十毫米的表面可以轻松实现范围内的几何精度。图案边缘的粗糙度也非常有限,在1.5 微米的粗糙度或更少的范围。


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