【光學知識】像方遠心、物方遠心、雙遠心鏡頭的區(qū)別

時間：2023-01-04作者：光虎光電科技（天津）有限公司瀏覽：151

工業(yè)鏡頭是機器視覺系統(tǒng)中十分重要的成像元件，系統(tǒng)若想完全發(fā)揮其作用，工業(yè)鏡頭必須能夠滿足要求才行。隨著機器視覺系統(tǒng)在精密測量領域的廣泛應用，普通工業(yè)鏡頭難以滿足要求，而遠心鏡頭應運而生。

遠心鏡頭主要為矯正傳統(tǒng)工業(yè)鏡頭視差而設計，它可以在一定的物距范圍內，使得到的圖像放大倍率不變，從而彌補普通工業(yè)鏡頭“近大遠小”的視覺效果，滿足精密測量的要求。遠心鏡頭按設計原理可分為：像方遠心光路、物方遠心光路和雙側遠心光路。

光路原理

1）像方遠心光路

像方遠心光路的光路圖如下圖 。它是將孔徑光闌放置在物方焦平面上，像方主光線平行于光軸主光線的會聚中心位于像方無窮遠。這種鏡頭的特點是放大倍率與像距無關，可以消除像方調焦不準引入的測量誤差。

2）物方遠心光路

物方遠心光路的光路圖如下圖。它是將孔徑光闌放置在光學系統(tǒng)的像方焦平面上，物方主光線平行于光軸主光線的會聚中心位于物方無限遠。這種鏡頭的特點是在合理的活動范圍內，物體的放大倍率與物距無關。即使物距發(fā)生改變，像高也并不會發(fā)生改變，即測得的物體尺寸不會變化。根據(jù)這個原理設計出來的鏡頭為物方遠心鏡頭，簡稱遠心鏡頭。

3）雙側遠心光路

雙側遠心光路就是我們常說的雙遠心光路，光路圖如下圖。它綜合了像方遠心和物方遠心的雙重優(yōu)點，在景深范圍內，物體離得遠近或者相機離得遠近，都不會影響到成像系統(tǒng)的放大倍數(shù)，即像不隨物距和相距的變化而變化。根據(jù)雙側遠心光路設計出來的鏡頭為雙遠心鏡頭。

鏡頭原型

正所謂“弱水三千，只取一瓢飲”。在遠心鏡頭選型過程中，需要我們根據(jù)實際情況，從百萬只鏡頭中，挑選出適合我們的那一個。在了解了遠心鏡頭的光路原理之后，讓我們來看看鏡頭參數(shù)的含義吧！

（1）物方遠心鏡頭

**提到，物方遠心鏡頭簡稱為遠心鏡頭。遠心鏡頭常用參數(shù)包括倍率、工作距離、物方分辨率、景深、數(shù)值孔徑NA等。在眾多參數(shù)中，可能會讓大家困惑的參數(shù)，應該是數(shù)值孔徑NA了吧。

遠心鏡頭中提到的數(shù)值孔徑NA指像方數(shù)值孔徑，數(shù)值孔徑NA值越大，鏡頭分辨率和亮度越佳。數(shù)值孔徑NA與物方分辨率的對應關系為：


一般遠心鏡頭參數(shù)中，也會給出鏡頭可匹配的像元大小。如果參數(shù)中并沒有給出鏡頭的良配怎么辦呢？不慌，不慌，一個公式解決煩惱：

（2）雙遠心鏡頭

雙遠心鏡頭常用參數(shù)相對于遠心鏡頭來說較容易理解。它包括倍率、物方分辨率、工作距離、景深、遠心度等。在這些參數(shù)中，各參數(shù)的對應關系與遠心鏡頭的對應關系相一致。需要特別解釋的一下，應該只有遠心度了。它是評價遠心鏡頭和雙遠心鏡頭好壞的重要參數(shù)之一。

遠心度是指主光線偏離光軸的角度。角度越小，遠心度越好，鏡頭的倍率誤差越小。在測量過程中的表現(xiàn)為：在景深范圍內，保證不同工作距下，物體的放大率是一樣的。它是彌補普通工業(yè)鏡頭“近大遠小”這一弊端的重要因素。

雙遠心鏡頭優(yōu)勢
遠心鏡頭和雙遠心鏡頭常用于精密測量領域。在解釋完他們的光路原理和參數(shù)意義后，大家有沒有困惑，遠心鏡頭和雙遠心鏡頭在景深范圍內，工作距離都不會影響成像倍率，且畸變值都很小。那在選型過程中，如何取舍呢？雙遠心鏡頭當然是靠實力取勝啦。
雙遠心鏡頭相對于遠心鏡頭景深較大。當其他參數(shù)相同的情況下，雙遠心鏡頭的工作范圍比遠心鏡頭的工作范圍要大，可觀測的范圍較廣。當我們需要觀測的物體高度差比較大時，可以**考慮雙遠心鏡頭。
雙遠心鏡頭相對于遠心鏡頭遠心度也較高。在精密測量的選型過程中，如果對觀測物體精度要求很高時，雙遠心鏡頭會是一個較好的選擇。









光虎光電科技（天津）有限公司專注于遠心鏡頭,雙遠心鏡頭,遠心光源等

• 詞條

  詞條說明

• 光學知識-遠心鏡頭

  遠心鏡頭大家都有這種印象，一個物體在人眼看來，會有近大遠小的現(xiàn)象。這是因為物體近的時候，在視網(wǎng)膜上投影大，小的時候，投影小。鏡頭也是一樣，因為近大遠小的原因，會產(chǎn)生誤差。特別是在做尺寸測量的時候，就尤其關鍵。為了解決這個問題，就產(chǎn)生了遠心鏡頭。遠心鏡頭的作用遠心鏡頭的主要作用之一就是作為測量鏡頭使用，它的主要特點是在遠心視角下，沒有入射角引起的測量誤差，與標準鏡頭相比，遠心透視的鏡頭**的光線與光

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