远心镜头技术及选型-深圳市视清科技有限公司

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1、远心镜头技术及选型作者：姚鹏远心镜头(Telecentric),主要是为纠正传统镜头的视差而特殊设计的镜头，它可以在一定的物距范围内，使得到的图像放人倍率不会随物距的变化而变化，这对被测物不在同一-物而上的情况是非常重要的应丿讥远心镜头由于其特有的平行光路设计一直为对镜头畸变耍求很高的机器视觉应川场合所青睐,目前世界知名镜头厂商如美国Navitar、徳国施乃徳、OptoEngineering、日木Kowa等厂商已经有了自己品牌的远心镜头头产品线。但是远心镜头由于应用领域不是非常广泛一直帶着神秘色彩而不为人所熟知,下面让专家來引导我们一起破解远心僮头

2、神秘的平行光艺术。Navitar.施乃徳、OptoEngineering、Computar.Kowa这些知名的镜头企业都有口己的远心镜头产品线。远心镜头有普通镜头所不具有的平行光路的独特性,那么实现这种平行光是否是远心镜头的制造难点？除了这个技术特性外，远心镜头的研发、制造还有哪些技术难点？Mr.ClaudioSedazzari总裁以他多年的经验向我们介绍到OptoEnqineerinq远心镜头本身的设讣要求十分苛刻，以确保优秀的远心特性。组成镜头的光学零件和机械零件的制造过程更为严格。对此OptoEngineering开发了专用设备，用于对这些零

3、部件进行测试。同时，对于每组镜头的测试与定标，OptoEngineering都倍加用心。该公司投入了数年的时间和数目可观的资金用丁-研发这些设备，以这些设备为依托，OptoEngineering可以制作出足以应对机器视觉使用的远心镜头。CBC梁立经理介绍，设计平行光成像的远心镜头理论上并不复杂，但若想达到一定解析能力和成像质量就是另外一冋事了。远心镜头的设汁和制造难度确实要大于-•般意义上的镜头，究其原因是由于远心镜头光学镜片的尺寸都比较人,使得边缘光线的各类相差的校正难度増人，要想获得良好的边缘视场的成像质量，需耍更高的产品设计和制造将度，有很多

4、时候是需耍设计者具有比较丰富的设计经验方能实现的。曾经有一种观点认为远心镜头主要解决畸变问题,那么普通工业镜头通过与标运板的组合可以有意识的通过软件算法矫」E,也就是说远心镜头是可以替代的。CBC梁立经理及Mr.ClaudioSedazzari都对这种观点做了一定的反驳。梁经理认为，远心镜头解决的不单单是畸变的问题,远心镜头的独特光学特性决定了其在某些场和是无法采用普通工业镜头予以替代的，例如其更大的景深范围可以很好地适应现场的工作环境，这不是只通过算法就能解决的问题。Mr.ClaudioSedazzari总裁也捉出了类似的看法，他认为：运心镜头的

5、主要特点并不是低畸变,而是远心特性：物体在视场内移动时，其在不同位置的放大率不会发生改变，另外，对于物体上不同物距的特征，可以在同一时刻完成检测。低畸变只是远心镜头的附加属性。典型的远心镜头是低畸变的,然而许多其它种类的优质镜头畸变也相当小。不过非远心的光学系统在人多数测量应用中是不宜使用的，因为这种光学系统无法确保视场内一致的放人率，于是总会造成测量精度的下降。Telecentricdesign物体在视场内移动时，其在不同位置的放大率不会发生改变低畸变只是远心镜头的附加属性，但很多人选川远心镜头也是冲着远心镜头可以很好的解决畸变问题而去的。那么远

6、心镜头可以完金解决畸变的问题吗?如果不行我们该如何看待远心镜头的畸变呢?Mr.ClaudioSedazzari总裁认为尽管远心镜头能够提供粘准的影像,然而它们也并非完萸，也就是说远心镜头还是存在一定的残留畸变。在许多悄况下这些畸变如此微小，以至于在使用远心镜头时可以在不需标定的情况下完成测量。然而,大多数耕确测量的场合船要对微小畸变进行标定，方法是采集耕确的灰度图像并进行粘确分析以测量畸变。标定结果非常重要，我们捉供的远心镜头配有优秀的标定软件，程序能够提供极其精确而且重复性较高的结果。CBC梁立经理认为任何一款镜头都会有畸变产生，完美的光学镜头在

7、现实中是不存在的，所以完全消除解决畸变是不现实的。在实际的应用中，我们应该首先明确具体项目要求对畸变的最大容忍程度，然后再依此來选择镜头。CBC可以提供TEC-M55镜头畸变的详细数据以供使用者参考。经过这些年机器视觉在中国的发展，大家在系统集成中对普通镜头的选型己经有了一定的了解，但是对远心镜头的选型还经常是一头雾水,即便在技术人员的帮助下选择完镜头，在使用过程中还是不知道该注意哪些问题。针对这个问题，CBC梁立经理介绍到，远心镜头和相机的匹配选择原则和普通工业镜头是一样的，只耍其靶面的规格人于或等于相机的靶面即可。使用过程中请留意，在远心镜头的

8、物镜垂直下方区域范围的都是远心成像，而超出此范由的区域，就不是严格虑义上的远心成像了，这点在实际的便川中一定要注总，否则会