遠心鏡頭如何進行參數選型

? ? ? ?遠心鏡頭有兩種類型的遠心度：物方和像方遠心度（分別指入射光瞳和出射光瞳位置）。所以，遠心鏡頭分為：物方遠心鏡頭，像方遠心鏡頭、雙遠心鏡頭。那么需求和合適的鏡頭相匹配就成為了一個重要的問題，也就是說我們該如何通過我們的需求來匹配到合適的鏡頭。

那么在我們選擇遠心鏡頭時，首先應明白在什么時候需要時選擇遠心鏡頭。根據遠心鏡頭原理特征及獨特優勢
當檢查物體遇到以下6種情況時，最好選用遠心鏡頭：
1）當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）當不清楚物體到鏡頭的距離究竟是多少時；? ? ? ??
4）當需要檢測帶孔徑、三維的物體時；? ? ? ??
5）當需要低畸變、圖像效果亮度幾乎完全一致時；? ? ? ?
6）當缺陷只在同一方向平行照明下才能檢測到時。

其次選擇遠心鏡頭，要明白遠心鏡頭相關指標對應的使用條件：
1）物方尺寸：拍攝范圍。
2）像方尺寸：使用的CCD的靶面大小。考慮鏡頭像面和相機芯片的匹配，對于遠心鏡頭來說一般像面越大價格越高，所以我們在選擇時盡量考慮相機芯片規格和鏡頭像面規格一致的配合，如果鏡頭的像面直徑大于相機芯片的對角線，那對鏡頭來說會產生成本浪費，和視野損失，如果鏡頭像面直徑小于相機芯片的對角線，那么最后的成像就會有暗角、黑角的問題。
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：遠心鏡頭主要圍繞工業相機做匹配設計的，鏡頭和相機的接口一般也是常規的標準接口：C接口、F接口、M42接口、M58接口等。這些接口是鏡頭和相機它連接在一起的物理標準，它不光對應了不同規格尺寸的卡口或螺紋對應尺寸，它還對應了標準的法蘭距(相機接口端面到芯片之間的距離)，一般1.2英寸極其以下靶面芯片的工業相機以C接口為主。
7）放大倍率：光學放大倍率=CCD相機元素尺寸/視場實際尺寸 =CCD（V）或（H）尺寸/視場（V）或（H）尺寸根據使用情況（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，同時得到像方尺寸，即可計算出放大倍率，然后根據產品列表選擇合適的像方鏡頭。選擇過程中還應注意景深指標的影響，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。
8）畸變：遠心鏡頭通過嚴格的加工制造和質量檢驗，將此誤差嚴格控制在0.1%以下甚至無畸變。

圖1. 傳感器尺寸

傳感器尺寸越大，一定程度上表示相機可容納像素個數越多，成像的畫幅越大。

3、遠心度（ecentricity）不同廠家的遠心鏡頭消除透視誤差的能力也有差異，這是因為遠心度不同。遠心度定義為主光線與光軸間的夾角θ，如圖所示。

圖2. 遠心度測量

假設物體高低差d=2mm, 鏡頭遠心度θ=0.05°，則物體位置偏移量=2mm*tan0.05°=1.7μm. 若選用普通鏡頭θ=15°，則物體位置偏移量=2mm*tan15°=535.9μm。因此對于非平面物體的測量應用，只有選用遠心度高的遠心鏡頭，才能很好的消除透視誤差，從而減小測量誤差。
4、景深
? ? ? 景深，在光學攝影中是一個很重要參數，它的大小決定著清晰圖像范圍。在遠心光學成像中，景深也是一個經常被提及的參數，它的大小取決于鏡頭倍率、光圈數、波長、像素大小、客戶使用的邊緣提取算法靈敏度。景深可用于測量應用，它通常比缺陷檢測景深要大，圖像的對比度必須盡可能高。景深非常困難用參數來定義：它取決于倍率、光圈數、波長、像素大小、客戶使用的邊緣提取算法的靈敏度。由于這個原因：沒有客觀的，也沒有標準的方式來定義它：這是一個主觀參數。景深=(工作光圈數*像素大小*應用程序特定參數)/（放大倍率*放大倍率）。