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双远心技术特性(一)

2012年7月12日  艾菲特光电

一、高度TELECENTRICITY:无透视误差

  在计量学应用中进行精密线性测量时,经常需要从物体标准正面(完全不包括侧面)观测。此外,许多机械零件并无法精确放置,测量时间距也在不断地变化。而软件工程师却需要能精确反映实物的图像。远心镜头可以完美解决以上困惑:因为入射光瞳可位于无穷远处,成像时只会接收平行光轴的主射线。

不仅如此,Opto远心公司®的双远心镜头更依照以下光学特征进行设计:
  镜头将射入图像传感器中心的射线定为主射线 Opto双远心镜头技术特性
  主射线同样是受光角的轴心,保证了物象边缘的灰度能对称分布
  Opto远心公司®的双远心设计能使像方远心同样清晰
 右图中左部分:某圆柱体上的同一内齿槽,上图采用远心镜头拍摄,下图采用普通镜头拍摄。
 右图中右部分:相隔 100毫米两个相同的螺丝,上图采用远心镜头拍摄,下图采用普通镜头拍摄。

二、近乎零失真度

  畸变系数即实物大小与图像传感器成像大小的差异百分比。普通机器镜头通常有高于 1~2%的畸变,可能严重影响测量时的精确水平。(如:实际 50 毫米宽的物体,在这种镜头下成像宽度可能达到 51毫米)。而 Opto远心公司所生产的镜头残存的畸变小于 0.1% (如:实际宽 50毫米的物体,在成像时宽度绝不会大于 50.05 毫米,相形之下,畸变系数仅为普通镜头的二十分之一),是目前最先进的技术水平,达到了目前最高标准光学测试仪器的测量极限。梯形畸变(亦即梯形失真效应或 "薄棱镜" 效应)不仅会导致成像不对称,也难以采用软件校正,是成像中需要消减的另一个重要因素, Opto远心公司的镜头通过严格的加工制造和质量检验,将此误差严格控制在 0.1%以下。

上面左图为远心镜头拍摄的畸变测试图,完全无径向畸变或梯形畸变。中图为明显径向畸变。 右图为明显梯形畸变

三、高分辨率

  图像分辨率一般以量化图像传感器既有空间频率对比度的 CTF (对比传递函数)衡量,单位为 lp/mm(每毫米线耦数)。大部分机器视觉集成器往往只是集合了大量廉价的低像素、低分辨率镜头,最后只能生成模糊的影像。而采用我公司的镜头,即使是配合小像素图像传感器(如 5.5百万像素, 2/3"),也能生成高分辨率图像。

 

  不同 CTF 级别的光学器件所摄的标 准美国空军的分辨率测试图之间有明显的差异。

四、双远心:真正的远心设计与超宽景深

  即使对于密集物体,像方远心也极有利于维持良好的图像对比度。

  Opto远心公司®的双远心镜头不公能利用光圈与放大倍率增强自然景深,更有非远心镜头无可比拟的光学效果:在一定物距范围内移动物体时成像不变,亦即放大倍率不变。为了在保证分辩率的情况下达到衍射极限内的最大景深,我公司远心镜头的光圈均为物制。不仅如此,我公司镜头还可与多种光圈搭配,以适应各种特殊用途。不过在挑选光圈时需要考虑到大、小光圈各片的利滑:大光圈景深小,而小光圈分辨率低、成像暗。

图为:一长条状物体的成像,可见 Opto远心公司?的远心镜头景深远优于其他远心镜头。

  Opto远心公司®的双远心镜头还可增强传感器的照明强度,对纺织品与印刷质量的监控等用途有良好的辅助作用。不仅如此,装载双色向滤光镜时,双远心设计使了光线扇面轴正中滤波器法向,它保证光学带通能贯穿整个像面。


编辑:艾菲特光电技术部
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