为什么在一些视觉检测场景下配备远心镜头？

镜头（低通滤波器，完成信号传递）

接口形式：C-Mount/CS-Mount/F-Mount/Others

镜头类型：标准、远心、广角、近摄、远摄等

选择依据：相机接口/物距/拍摄范围/CCD尺寸/畸变的允许范围/放大率/焦距/光圈等

光圈与景深

光圈（Aperture）

景深（Depth of Field）

光圈越大景深越小

与镜头相关参数

放大率

焦距

对焦范围

f-N F数

失真

视场

收集光线的能力

景深

分辨率

失真

分辨率和调制传递函数MTF

成像系统的品质通常用调制传递函数MTF来描述，其定义如下：

表征分辨率的指标是MTF

MTF描述的是成像系统的空间频率响应。下图为佳能镜头实例。

蓝实线：镜头+胶片的MTF；

蓝虚线：镜头的MTF.

由100%到2%的对比度图形.MTF=50%为中等对比度，MTF=2%认为是人视觉对比度的极限，低于2%无法分辩。

系统传递函数

CCD传递函数

其中 p为像元间距，a为像元尺寸，k为角频率，而h（x）为单位脉冲响应

CCD像面上，每毫米像元数的1/2称为该CCD的Nyquist频率。 如XC-75CE，水平像元尺寸为8.6um，垂直像元尺寸为8.3um。该CCD水平和垂直Nyquist频率分别为： 1000/（2X8.6）= 58 lp/mm 1000（2х8.3）= 60 lp/mm

光学系统的组成

镜头（低通滤波器，完成信号传递）

反光镜（改变光路）

棱镜、分光镜、聚光棒（镜）

光源、偏光片、滤光片等

接口：主要有螺口和卡口两种

螺口：0.75（M42/M58/M72等）、C/CS（32thread/inch）

卡口：F口（Nikon）、Cannon，Petax等

为什么在一些视觉检测场景下配备远心镜头？

在测量系统中，物距常发生变化，从而使像高发生变化，所以测得的物体尺寸也发生变化，即产生了测量误差；即使物距是固定的，也会因为CCD敏感表面不易精确调整在像平面上，同样也会产生测量误差。 采用远心物镜中的像方远心物镜可以消除物距变化带来的测量误差，而物方远心物镜则可以消除CCD位置不准带来的测量误差。

在用于测量的机器视觉中，有一些因素影响测量精度或重复性。 a）物体位置变化引起比例尺改变； b）畸变 c）投影误差 d）物体边缘测量误差大 有一种镜头可以很大程度上降低以上误差，甚至消除这些误差，这种镜头就是远心镜头。 如果一个镜头的投影中心在无穷远，称其为物方远心镜头。

远心镜头在机器视觉中的应用

投影误差的改善

远心镜头可以改善普通镜头测量中的边缘效应

普通镜头测量时，由于投影误差（物体晃动）和周围杂光的影响，测量精度降低。

远心镜头可以改善由于物体晃动和周围杂光的影响，提高测量精度。

为了更大程度的消除边缘效应的影响，采用与镜头匹配的远心光路照明系统。

远心镜头的优点：

没有视差畸变

是尺寸测量的理想镜头

可以在工作距离变化的条件下精密测量

不对的观点：

远心镜头景深长

只有远心镜头才能完成精密测量

远心光路成像是机器视觉中一个很重要的原理。但是它有一个很大的缺点，那就是远心镜头的口径至少要与需要观察的物体尺寸相等或更大。这也是为什么远心镜头非常贵的原因之一。

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