双远心工业镜头的原理简述

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光学成像之工业镜头

光学成像之工业镜头工业镜头在现代社会中扮演了非常重要的角色，它广泛应用于工业检测、医疗检测、研究等多种领域。

工业镜头是数码相机系统中非常重要的一个组成部分，它可以将物体的图像通过光学原理准确无误的投射到相机的成像平面上。

从而使得相机能够清晰的捕捉到物体的各种信息，如形状、颜色、纹理等细节信息。

光学成像就是光学系统通过各种光学元件如透镜、反射镜等，对物体进行成像的过程。

工业镜头中的光学成像就是要尽量减少成像过程中的各种光学误差，提高成像的清晰度和分辨率。

工业镜头的基本组成部分是一组或多组透镜。

透镜的材料、形状、曲率及其相对位置等都会影响到成像的质量。

因此在设计和制造工业镜头时，需要对这些因素进行仔细的考虑和选择。

在制造工业镜头的过程中，需要进行精密的加工和装配。

这些工作需要高精度的设备和技术，以保证工业镜头的高质量和高性能。

例如，透镜的加工需要在控制温度和湿度的环境中进行，以避免由于温度和湿度的变化导致的光学性能变化。

透镜的装配则需要在无尘环境中进行，以保证光学表面的清洁。

工业镜头在工业检测中的应用是非常广泛的。

例如，在半导体制造中，可以通过工业镜头进行芯片的表面缺陷检测；在汽车制造中，可以通过工业镜头进行零件的尺寸和形状检测；在食品和药品产业中，可以通过工业镜头进行产品的颜色和外观检测。

这些检测通常需要非常高的精度和速度，因此对工业镜头的性能要求非常高。

在医疗检测中，工业镜头也有着广泛的应用。

例如，在病理学中，可以通过工业镜头进行细胞的形状和结构检测；在眼科中，可以通过工业镜头进行眼底的血管和神经检测；在放射学中，可以通过工业镜头进行组织和器官的检测。

总之，工业镜头在现代社会中具有非常重要的作用。

其在工业检测和医疗检测中的广泛应用，极大的提高了各种检测的精度和效率。

随着科学技术的不断进步，工业镜头的性能和质量也会越来越高，其在各种领域的应用前景也将更加广阔。

双远心镜头技术优势简述

工业相机，选择迪奥科技。

双远心镜头技术优势简述远心镜头主要是为纠正传统工业镜头视差而设计，其主光线与镜头光源平行，根据远心光路分类设计原理分别有物方远心和像方远心，而双侧远心是综合这两者的双重作用，用于视觉检测和测量领域可以有更好的成像效果和成像精度。

这里简要阐述双远心镜头的几点技术优势：一、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。

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）。

比方说畸变小于 0.1% ：实际宽 50毫米的物体，在成像时宽度绝不会大于 50.05 毫米，相比之下，畸变系数仅为普通镜头的二十分之一。

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。

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）。

采用普通的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。

而采用远心镜头，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。

四、更精准更一致的放大率一般普通远心镜头只接收与光轴平行的光束，但在使用普通远心镜头时，光束通过物镜后就与一般光线路径无异，因此光线会以不同的角度投射到感应芯片上，形成误差。

也就是说，光束在通过一般的远心镜头后即失去了远心的特性，因此物体在感应芯片上的成像依然会变形，而且离中心点距离越远的光点变形程度越严重，因此当物体位移时，光束成像的中心位置也会跟着改变，造成放大倍率上的误差。

机器视觉技术与应用实战-FA镜头和远心镜头

对于远心光路的原理，其实可以简单一句话就能说清楚，它就是普通的光学镜头在焦面上加上光阑，即普通光路加小孔成像。光阑：光阑是指在光学系统中对光束起着限制作用的实体。它可以是透镜的边缘、框架或特别设置的带孔屏。其作用可分两方面,限制光束或限制视场(成像范围)大小。光学系统中限制光束最多的光阑，称为孔径光阑，限制视场(大小)最多的光阑，称为视场光阑。
芯镜头
《机器视觉技术与应用实战》
FA镜头参数介绍
下表是一款500万分辨率镜头参数说明，可以支持2/3以下传感器芯片尺寸的相机。
《机器视觉技术与应用实战》
镜头的辅助器件
1 扩焦镜：安装在镜头和相机之间，改变焦距，但是物距不变。
《机器视觉技术与应用实战》
镜头的辅助器件
2 近摄接圈：安装在镜头和相机之间，可单独或者组合使用，是近距离成像的有效辅助配件。
FA镜头一般有定焦镜头和变焦镜头，定焦镜头有对焦调节环和光圈调节环，变焦镜头则会多一个变焦调节环如下图
《机器视觉技术与应用实战》
FA镜头的选型
选择FA镜头需要考虑以下几点，FA镜头能否满足技术要求工作距离景深视野分辨率畸变 FA镜头能否满足技术要求 1）被测量物体是否在同一个测量平面，不在同一平面放大倍率是不同的。 2）FA镜头畸变小于1%是否影响检测结果 3）视差也就是当物距变大时，FA镜头对物体的放大倍数也会改变； 4）FA镜头镜头的解析度能不能满足要求； 5）由于视觉光源的几何特性，而造成的图像边缘位置的不确定性。不适当光源干扰下造成边界的确定性
《机器视觉技术与应用实战》
《机器视觉技术与应用实战》
（4）镜头的视野视野 (Field of view)：简称FOV,或者叫视场角，图像采集设备所能够覆盖的范围，即和靶面上的图像所对应的物平面的尺寸；前面介绍过它和工作距离，镜头焦距和相机传感器芯片尺寸有关。相机标定和视觉精度也需要视野的准确尺寸。

用于工业测量中变倍双远心光学系统设计

用于工业测量中变倍双远心光学系统设计郭金明;向阳;李琦;高丰;李京蔓【摘要】曲线磨床加工的工件种类繁多.对于检测不同种类和尺寸的工件,要求的检测精度不同,传统的曲线磨削在线检测系统需要更换不同的光学组件.为解决以上问题,设计了一款变倍双远心光学系统,通过对变倍远心镜头的倍率定档标示,实现不同尺寸工件的不同精度检测要求.同时具有对像面物面位移不敏感和可连续变倍的优点.物方视场为0.02～40mm,光学系统放大倍率为-0.25X～-0.5X.使用ZEMAX软件设计优化其光学系统,最终该系统各视场畸变均小于0.3％;全视场MTF在145lp/mm处均大于0.1,接近衍射极限;远心度均小于1°.对于0.02～20mm,20～30mm,30～40mm尺寸范围的工件,检测精度分别可以达到0.02mm,0.03mm,0.04mm,达到了工业上检测要求.【期刊名称】《长春理工大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2018(041)006【总页数】5页(P31-35)【关键词】光学系统设计;双远心系统;变倍;磨削检测【作者】郭金明;向阳;李琦;高丰;李京蔓【作者单位】长春理工大学光电工程学院,长春 130022;长春理工大学光电工程学院,长春 130022;长春理工大学光电工程学院,长春 130022;长春理工大学光电工程学院,长春 130022;长春理工大学光电工程学院,长春 130022【正文语种】中文【中图分类】TB133曲线磨削加工是指使用砂轮、油石、磨料等对工件表面进行切削加工，可以加工刀具、齿轮、花键、模具、一些复杂成型表面等[1]。

使用在线检测系统对加工的工件尺寸是否达标进行检测，远心光学镜头以其区别于普通镜头的大景深、恒放大倍率、低畸变等独特的光学优点被广泛应用在精密测量领域[2]。

作为图像采集部分，曲线磨削在线检测系统所用的远心镜头与CCD相机搭配使用，一种型号的曲线磨削在线检测系统有固定的可检测尺寸大小及精度。

视觉的非球面双远心工业镜头设计

基金项目：吉林省科学技术厅项目；大部件数字化对接虚拟装配技术研究项目（Ｎｏ２０１７０６２３０２８ＴＣ）资助。作者简介：张欣婷（１９８４－），女，副教授，博士，主要研究方向为光学设计与光学仪器及检测。Ｅｍａｉｌ：ｌｕｏｙｉｗｕｈｅｎｓ＠
１６３．ｃｏｍ收稿日期：２０１８０３２０
张欣婷１，亢磊２，丁红昌３，吴倩倩１
（１长春理工大学光电信息学院，吉林长春１３００１２；２中国中车长春轨道客车股份有限公司，吉林长春１３００６２；３长春理工大学机电工程学院，吉林长春１３００１２）
摘要：根据大尺寸零部件精密测量的需求，设计了一套基于机器视觉的非球面双远心工业镜头，有效地代替人眼进行检测。系统采用７片透镜组成的对称式结构，孔径光阑居正中；引入２个新型非球面提高成像质量，并最大程度的减小了系统体积，使系统总长为２９２ｍｍ。在奈奎斯特频率为５０ｌｐ／ｍｍ时，调制传递函数ＭＴＦ值均高于０６，并进行公差分析，满足成像要求。系统工作距１２７３ｍｍ、入瞳直径３００ｍｍ、景深８０ｍｍ、最大畸变０００５％、远心度小于００１°，实现了大口径、大景深、低畸变等设计要求，达到了双远心的目的。该系统可广泛应用于航空航天、轨道客车和汽车船舶领域的生产和检测等环节。关键词：光学设计；机器视觉；双远心光学系统；新型非球面；大景深；低畸变中图分类号：ＴＮ２１６文献标识码：ＡＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１５０７８．２０１９．０２．０１８
Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｌｅｎｓｄｅｓｉｇｎｏｆａｓｐｈｅｒｉｃｄｏｕｂｌｅｔｅｌｅｃｅｎｔｒｉｃｂａｓｅｄｏｎｍａｃｈｉｎｅｖｉｓｉｏｎ
ＺＨＡＮＧＸｉｎｔｉｎｇ１，ＫＡＮＧＬｅｉ２，ＤＩＮＧＨｏｎｇｃｈａｎｇ３，ＷＵＱｉａｎｑｉａｎ１

一种用于机器视觉系统的双远心镜头设计

一种用于机器视觉系统的双远心镜头设计
曹一青
【期刊名称】《红外技术》
【年(卷),期】2022(44)2
【摘要】为了满足目前机器视觉工业在线检测提出的更高要求,本文给出了一种用于机器视觉系统的双远心镜头设计思路。

首先,根据系统设计指标,确定较合适初始结构;然后,在双远心镜头成像原理和像差分析方法基础上,应用光学设计软件Zemax对系统像差反复优化设计,最终得到了一款具有高分辨率、低畸变及远心度小等特点的双远心镜头。

该镜头系统由10片折射透镜组成,工作波长为400~700 nm,工作物距为100 mm,畸变小于0.07%,远心度最大不超过为0.06°,调制传递函数值在奈奎斯特频率77 lp/mm处均大于0.5,像差校正较好,满足系统设计要求。

【总页数】5页(P140-144)
【作者】曹一青
【作者单位】莆田学院机电与信息工程学院;福建省激光精密加工工程技术研究中心
【正文语种】中文
【中图分类】O435.2
【相关文献】
1.基于机器视觉的非球面双远心工业镜头设计
2.基于近红外远心镜头的双目瞳孔检测仪光学系统设计
3.大视场双远心工业镜头光学系统设计
4.基于机器视觉检测的大视场双远心光学系统设计
5.基于双远心镜头的空间分辨PDV探头研制
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探究大视场双远心工业镜头光学系统设计_1

探究大视场双远心工业镜头光学系统设计发布时间：2023-01-30T01:11:29.457Z 来源：《中国建设信息化》2022年第18期作者：郭号[导读] 长久以来，工业镜头是图像采集操作整个过程所需的一类关键性部件郭号东莞市普密斯精密仪器有限公司广东东莞 523000[摘要]长久以来，工业镜头是图像采集操作整个过程所需的一类关键性部件，将会影响着机器视觉实际性能，还会影响着后续各类信息数据的获取处理、识别检测各类产品等各项操作。

考虑到双远心镜头有着较小畸变、较大景深等优势，为今后更好地开展相关设计工作，鉴于此，本文主要探讨大视场的双远心工业镜头当中光学系统总体设计，仅供参考。

[关键词]工业镜头；双远心；大视场；光学系统；系统设计；前言：因大视场之下，对双远心工业镜头内部光学系统实施合理设计，可促使系统更具测量精度，故对大视场的双远心工业镜头当中光学系统总体设计开展综合分析较为必要。

1、关于双远心镜头概述双远心镜头，其呈较小畸变、较大景深，且放大倍率基本不变，有着较为广泛的应用范围。

双远心镜头与普通的工业镜头相比，其对于被测物体所产生离面位移及相机自热、相机传感装置平面位置小变化等，往往并不敏感[1]。

2、系统设计2.1在结构选定层面双远心系统设计实践中，需结合各项技术指标，从ZEMAX的专利库当中选定反远距结构为其初始结构，反远距物镜属于孔径较大、中等视场的一个摄影物镜。

在一定程度上，物镜内设分离的负正光组，其后作业距往往高于焦距，而反远距型的物镜光阑需置于正组之中，比较接近于整个像面，该光阑和前组间距远，轴外光束总体呈极大的入射高度，且轴外部的像差大，后组总体承担的孔径同样相对较大，致使视场因受前组发散所影响，呈缩小趋势[2]。

2.2在系统优化设计层面视场类型设为物高，选定30mm、21.21mm、0mm这三个视场，主波长设定D（587 nm），其余波长分别设定F（486 nm）、D（587 nm）、C（656 nm）。

双远心工业镜头的原理简述

双远心工业镜头的原理简述1.双透镜组合结构：双远心工业镜头由两组透镜组成，分别称为前透镜组和后透镜组。

前透镜组由凸透镜和凹透镜组成，后透镜组由凸透镜和凸透镜组成。

两组透镜之间有一段空气，形成了一种空气-透镜-空气的结构。

2.焦距控制：双远心工业镜头的前透镜组的焦距通常比较短，而后透镜组的焦距比较长。

通过调整两组透镜之间的距离和透镜片的曲率，可以控制镜头的总焦距。

这使得双远心工业镜头能够实现大范围的焦距调节，从而适应不同拍摄距离的要求。

3.光线传输：当入射光线通过前透镜组时，由于前透镜组的曲率和折射率不同，光线会发生折射和散射。

然后，光线会经过空气层，在后透镜组处再次发生折射和散射。

最终，光线会通过整个透镜系统并在焦平面上聚焦。

4.光路设计：双远心工业镜头的光路设计旨在最大程度地减小像差和色差。

像差是由于折射不均匀而导致光线无法通过同一焦点而产生的问题。

色差则是由于不同波长的光线通过透镜时折射角度不同而引起的。

通过合理选择透镜的曲率和折射率，可以实现更好的像差和色差校正。

5.成像质量：双远心工业镜头具有较好的成像质量，能够提供高分辨率、高对比度和低畸变的图像。

它通常具有较小的视场角，使得图像在边缘部分的失真较小。

另外，双远心工业镜头还具有较大的光圈和较好的光线接收能力，适合在光线条件较暗的环境下进行拍摄。

总结起来，双远心工业镜头的原理是通过控制两组透镜之间的距离和曲率，实现焦距的调节，然后通过光线的折射、散射和传输，将光线聚焦在焦平面上。

透镜选择、曲率和折射率的优化设计能够最小化像差和色差，提高成像质量。

双远心工业镜头通常适用于工业摄影和机器视觉等领域，具有高分辨率、高对比度和低畸变等优点。

大视场双远心工业镜头光学系统设计

２．ＴｈｅＳｅｃｏｎｄＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＨｕａｉｈａｉＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＧｒｏｕｐ，Ｃｈａｎｇｚｈｉ０４６０００，Ｃｈｉｎａ）
犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｄｅｔｅｃｔａｎｉｒｒｅｇｕｌａｒａｉｒｃｒａｆｔｐａｒｔ，ｔｈｅｐａｐｅｒｐｒｅｓｅｎｔｓａｄｏｕｂｌｅｔｅｌｅｃｅｎｔｒｉｃｏｐｔｉｃａｌｌｅｎｓｗｈｉｃｈｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｉｎｖｅｒｓｅｄｉｓｔａｎｃｅｓｙｓｔｅｍｓｔｒｕｃｔｕｒｅｂｙｅｍｐｌｏｙｉｎｇｔｈｅｏｐｔｉｃａｌ?ｄｅｓｉｇｎｓｏｆｔｗａｒｅ，ＺＥＭＡＸ．Ｔｈｅｌｅｎｓｉｓｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄｂｙｈｉｇｈｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ，ｌｏｗｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ，ｌａｒｇｅｆｉｅｌｄｏｆｖｉｅｗａｎｄｓｉｍｐｌｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．Ｔｈｅｓｙｓｔｅｍｉｓｏｐｔｉｍｉｚｅｄｂｙａｄｏｐｔｉｎｇａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｓｙｍｍｅｔｒｙｓｔｒｕｃｔｕｒｅｔｏａｕｔｏｍａｔｉｃａｌｌｙａｄｊｕｓｔｔｈｅｖｅｒｔｉｃａｌａｘｉｓａｂｅｒｒａｔｉｏｎ，ｂｙｕｓｉｎｇｔｈｅｔｈｉｃｋｌｅｎｓｅｓｔｏａｄｊｕｓｔｔｈｅｆｉｅｌｄｃｕｒｖａｔｕｒｅａｎｄｔｈｉｎｌｅｎｓｅｓｔｏａｄｊｕｓｔｔｈｅｓｐｈｅｒｉｃａｌａｂｅｒｒａｔｉｏｎ，ａｎｄｂｙａｌｔｅｒｉｎｇｔｈｅｄｉｓｔａｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｔｗｏｔｈｉｃｋｌｅｎｓｅｓｔｏａｄｊｕｓｔｔｈｅａｓｔｉｇｍａｔｉｓｍ．Ｔｈｅｉｍａｇｅｑｕａｌｉｔｙｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍｉｓａｓｓｅｓｓｅｄｂｙａｂｅｒｒａｔｉｏｎｃｕｒｖｅｓｏｆｓｐｏｔｄｉａｇｒａｍ，ａｎｄｆｉｅｌｄｃｕｒｌ／ｄｉｓｔ，ｅｔｃ．ａｎｄｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｔｒａｎｓｆｅｒｆｕｎｃｔｉｏｎ（ＭＴＦ）ｃｕｒｖｅｓ．Ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇｏｆｓｅｖｅｎｌｅｎｓｅｓ，ｔｈｅｉｎｖｅｎｔｅｄｄｏｕｂｌｅｔｅｌｅｃｅｎｔｒｉｃｏｐｔｉｃａｌｓｙｓｔｅｍｍｅｅｔｓｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆａｒｅｃｅｉｖｉｎｇｄｅｖｉｃｅｗｉｔｈｔｈｅｗｏｒｋｉｎｇｄｉｓｔａｎｃｅ

双远心系统中的平行光源介绍

双远心系统中的平行光源介绍随着双远心镜头的出现，越来越多的视觉检测需求得到了完美的解决，视觉检测因此朝着更高精度、更高效率、更广应用范围的方向迅速发展。

在双远心系统中，平行光源的使用提高了系统效率，使其解决问题的能力提高到了一个新的层次。

维视图像作为国内远心镜头和平行光源的领导品牌，注重企业责任，积极为业内人士普及远心知识，本文即旨在为大家介绍一下双远心系统中平行光源的应用。

要了解平行光源，首先我们要普及一下双远心镜头的原理。

如上图所示，与普通镜头相比，双远心镜头由于在镜头中心放置了光阑，使得进出镜头的光源均为平行光源。

这一特性让双远心镜头拥有超大景深，超低畸变，镜头放大倍率不变等优点，所以在视觉系统中，可以应用于诸多传统镜头无法解决的检测场合，如被测物体具有一定厚度，超出景深范围的情况，如产线皮带不可控制的抖动对测量系统造成精度影响的情况，如在传统检测方案中近大远小导致部分检测特征被遮挡的情况等。

然而远心镜头也有无法解决的问题，在我们的项目经验中，以下在螺丝（或弹簧）检测中遇到的问题单独用远心镜头无法解决：如上图所示，螺丝（弹簧）由于其结构的特殊性，在测试其螺纹间距或螺纹角度时，即使采用双远心镜头配合背光源，拐角处会出现反光，使得在拐脚和其相邻处的灰度值相反，这样检测工作就无法进行。

为了解决此问题，我们用双远心镜头配合平行光源进行测试，完美地解决了这一问题，图像效果如下：可以看到，使用平行光源后边缘整齐没有反光，可以很容易的确定边缘和角度。

在双远心系统，平行光源起到了以下不可替代的作用：一、提高图像对比度和信噪比二、提高图像特别是边缘锐利度，充分利用相机分辨率，提高检测精度三、消除边界效应，使边缘位置确定四、对环境光干扰小综上所述，平行光源在双远心系统中的地位是不可取代的，如果您在图像检测过程中遇到类似的问题，可以寻求我们的帮助，维视图像是业内公认的国内双远心产品领导者，具备多年生产应用经验，多年来致力于远心镜头在中国的推广，其产品在多个行业的检测测量系统中成功应用，得到了广大用户的高度评价。

双远心镜头原理

双远心镜头原理双远心镜头是一种光学镜头，其原理是通过两个远心镜头的组合来设计出具有较高光学品质的成像系统。

在这种类型的镜头中，光线通过两个凸透镜透过中央光轴，在两个镜头之间形成一个成像点。

接下来，让我们详细了解双远心镜头的原理。

1. 远心镜头对于凸透镜，远心镜头是一种特殊的设计，其中透镜的半径非常大，使得在任何位置上物距都可以看作无限大。

因此，在远心镜头中，光线从物体中心（成像点）进入透镜，并通过透镜中心的光轴传播，在透镜后方形成一个焦点。

这个焦点被称为仅有一个焦点或远焦点。

双远心镜头是由两个相同的远心镜头组成的，它们的焦距f相等。

当光线进入第一个透镜时，它们沿着中央光轴通过透镜并在远焦点在范围内聚焦。

接着，这些光线穿过第二个透镜，模拟了一个距离无限的物体到透镜的投射方式，再次在远焦点处形成一个清晰的图像。

3. 特点双远心镜头具有一定的优点和特点，如下：（1）适用范围广：双远心镜头适用于多种不同的光学成像系统，包括相机、显微镜、望远镜等。

（2）光学品质高：由于双远心镜头是由两个相同的远心镜头组成的，因此可以实现准确的光学配合，实现高质量的成像效果。

（3）成本高：尽管双远心镜头提供了高质量、高精度，但其制造过程更为复杂，因此成本也更高。

（4）设计难度较大：双远心镜头的设计比常规镜头的设计更为复杂，因此需要更多的研究和理论支持。

4. 应用领域双远心镜头的应用领域非常广泛。

其中包括相机镜头、显微镜、望远镜以及其他各种光学成像系统。

这种镜头的高光学品质使得它成为精密仪器及高端摄影器材的重要组成部分。

总之，双远心镜头通过两个远心镜头的组合来实现高质量的成像效果。

它具有适用范围广、光学品质高等优点，但成本高、设计难度较大。

随着光学技术的不断提高，双远心镜头有望在更广泛的应用领域中发挥重要作用。

工业镜头解析

机器视觉工业镜头解析维视图像（Microvision)公司从事机器视觉行业产品开发及应用已有十几年之久，在日常的销售过程中，当讲到工业相机需要单配工业镜头的时候，我们很容易会听到客户这句话“工业相机不带镜头？”或者直接说“随便带一个就行”，经过长期的实践我们发现，机器视觉虽然发展了这么多年，但很多人认识机器视觉工业镜头或工业相机还是用民用数码相机的概念来直接套用，造成认知误差，甚至导致重要项目或研究因为硬件的选型不到位而失败，走了很多弯路，浪费财力、物力、精力耽搁时间。

接下来维视图像（Microvision)先带您了解一下机器视觉工业镜头的基本概念。

工业镜头将三维被测物体和它周围的环境，光学成像并投影在工业相机的二维图像传感器平面上。

一般这个平面是长宽比为4:3的矩形，我们称这个矩形为成像面。

和成像面中的图像对应的物体平面被称作视野（Field of View，FOV）。

从被测物体到物景的距离称为工作距离（Work Distance，WD）。

以景头最佳聚焦D为中心，前后存在一个范围。

在此范围内景头能在像平面上获得清晰的图像，这个范围被称为景深（Depth of Field）。

一、摄像物景的光学成像特性影响摄像物镜成像的原因很多，它们之间的关系也很复杂，对于从事机器视觉，非光学专业的技术人员来讲，了解以下三个主要特性，定性地知道它们的意义及相互关系就可以了。

但应该掌握如何使用物镜焦距f，来选择镜头。

1、物镜的焦距f物镜的焦距决定了物体在成像面上成像的大小，用不同焦距的物镜对同一位置物体成像时，焦距越长，所得的像也越大。

为了满足各种成像的要求，物景焦距值相差很大，短的只有几毫米，长的达数十米。

有的镜头为适应不同的取像要求，设计成焦距可变，这种变焦距镜头可以获不同放大倍数的像，例如3倍，6倍，9倍等等。

2、相对孔径D/f一般的镜头都是由多片镜片组合而成，的光线经过这些镜片到达成像面时，并不是所有的光线都能通过，而是有一部分被阻挡了。

工业机器视觉镜头选择与光学原理

工业机器视觉镜头选择与光学原理光学人生，精彩人生如果把工业相机比喻为人的眼睛，工业镜头就好比是眼球，它直接关系到监看物体的远近、范围和效果。

工业镜头的选用应考虑一下几点：1）工业镜头尺寸应等于或大于工业相机成像面尺寸。

例如：1/3″工业相机可选1/3″～1″整个范围内的工业镜头，但水平视角的大小都是一样的。

只是使用大于1/3″的工业镜头能够更多地利用成形，更精确了工业镜头中心光路，所以可提高图像质量和分辨率。

2）选用合适的工业镜头焦距。

焦距越大，监看距离越远，水平视角越小，监视范围越窄；焦距越小，监看距离越近，水平视角越大，监视范围越宽。

工业镜头焦距可按照以下公式估算。

f=A×L/H(f--镜头焦距；A--摄像机CCD垂向尺寸；L--被摄物体到镜头距离；H--被摄物体高度)格式 1英寸 2/3英寸 1/2英寸 1/3英寸 1/4英寸CCD垂向尺寸 9.6㎜ 6.6㎜ 4.8㎜ 3.6㎜ 2.7㎜3）考虑环境光线的变化,光线对图像的采集效果起着十分重要的作用。

一般来说，对于光线变化不明显的环境，常选用手动光圈镜头，将光圈手调到一个比较理想的数值后就可不动了；如果光线变化较大，如室外24小时监看，应选用自动光圈，能够根据光线的明暗变化自动调节光圈值的大小，保证图像质量。

但需注意的是，如果光线照度不均匀，特别是监视目标与背景光反差较大时，采用自动光圈镜头效果不理想。

4）考虑最佳监看范围。

因为工业镜头焦距和水平视角成反比，因此既想看得远，又想看得宽阔和清晰，这是无法同时实现的。

每个焦距的镜头都只能在一定范围内达到最佳的监看效果，所以如果监看的距离较远且范围较大，最好是增加摄像机的数量，或采用电动变焦镜头配合云台安装。

5）工业镜头接口与工业相机接口要一致。

现在的工业相机和工业镜头通常都是CS型接口，CS型摄像机可以和CS型、C型镜头配接，但和C型镜头接配时，必须在工业镜头和工业相机之间加接配环，否则可能碰坏CCD成像面的保护玻璃，造成CCD工业相机的损坏。

远心镜头原理

远心镜头原理
远心镜头原理是一种摄影技术，它可以使拍摄到的影像具有良好的清晰程度。

这项技术最初是由早期摄影师于19世纪末发现的，并在20世纪初得到改进，使更多人能够使用这项技术来获得更好的拍摄成果。

远心镜头的原理是，一个镜头的焦距可以看作是它的素材与记录像幕之间的距离。

距离越近，越能获得较高的分辨率，获得更清晰和更强烈的色彩细节。

这样，在最终拍摄出来的影像中，景物所体现的细节就会更加清晰，而有些景物原本难以理解的细节也会更加明显。

远心镜头的核心元素有两个：焦距和景深。

焦距就是说，一个镜头距离记录像幕之间的距离，距离近的时候，焦距就会越小；而景深就指的是，一个镜头能够在拍摄的时候，聚焦的景物所处的深度。

越是深，景物就会变得更清晰凸显，即使景物声色都模糊地融入到一个整体画面之中，其中的细节也能够清晰地被捕捉下来。

当然，要获得一个清晰的影像，远心镜头的参数以及使用者的技术也要做好准备。

比如，当使用者需要拍摄远距离的场景，就需要使用一个较远的焦距；而如果拍摄近景，那么就需要使用一个较短的焦距。

另外，对于能够拍摄出超大景深的远心镜头，使用者也需要注意曝光、镜头光圈调节及表达被摄景物特定表现的关键点，以期能够更好地获得良好的拍摄结果。

总之，远心镜头原理是一种有效而又容易应用的技术，它最直接的应用就是能够让我们拍摄出更清晰的影像，更加准确地反映出拍摄
景物的状态。

但其实，远心镜头原理还可以更大程度上改善摄影人拍摄照片的技术，让拍摄者能够更好地利用镜头原理来探究自然界中的一切，从而将它们完美无缺地捕捉到照片中。