高倍工业双远心镜头设计
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。
工业双远心系统的设计
工业双远心系统的设计罗春华;侯锐利;于艇;李艳红【摘要】With the development of optical technology, the majority of products would have smaller size, when prod-ucts were measured online, measurement accuracy was not satisfied, due to errors of the optical imaging system. It is presented that a double telecentric optical system, which has High-resolution, wide depth of field, low distortion, and other unique optical properties. Eventually,according to the design requirement of telecentric lens:object height is 60mm, the working distance is100mm,sensor is 2/3in CCD,a telecentric lens is designed,including seven pieces of spheri-cal lenses,and the distortion can be less than 0.1%,the telecentricity is 0.013,when maximum spatial frequency is set to60lp/mm,the MTF is greater than 0.5.This system in the case of using fewer lens,the image still has reached the industrial measurement requirements.%随着光学技术的快速发展,大多数产品都可以进行在线自动测量,而在线测量时,常由于采用的光学成像系统带来的误差而使测量精度达不到要求,所以提出了一种双远心光学系统,其具有高分辨率,超宽景深,低畸变等独特的光学特性.最终,根据系统的技术指标:物方线视场2y=60mm,工作距离100mm,接收器为2/3″CCD,设计出了一款双远心镜头,该系统包括7片球面透镜,畸变小于0.1%,远心度最大为0.013,当系统的空间频率最大为60lp/mm时,其MTF值大于0.5.该系统在使用较少镜片的情况下,像质依然达到了工业上的测量要求,性价比良好.【期刊名称】《长春理工大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2015(038)006【总页数】5页(P12-15,20)【关键词】光学设计;双远心镜头;远心度;系统畸变【作者】罗春华;侯锐利;于艇;李艳红【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【正文语种】中文【中图分类】TB133随着光学技术在工业上应用的快速发展，大部分产品都变得多功能化和小型化，并且可以进行在线自动测量［1］。
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：Ａ ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１５０７８．２０１９．０２．０１８
Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｌｅｎｓｄｅｓｉｇｎｏｆａｓｐｈｅｒｉｃｄｏｕｂｌｅｔｅｌｅｃｅｎｔｒｉｃ ｂａｓｅｄｏｎｍａｃｈｉｎｅｖｉｓｉｏｎ
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。
双远心镜头
双远心镜头双远心镜头是一种相机镜头，最初是由蔡司公司提出的。
它被设计用来解决镜头色差和畸变问题，而成为一些高端相机的主要部件。
双远心镜头的原理传统单透镜组的光学设计在成像质量上面临着两个问题：色差和畸变。
通过将光路分为两个部分，分别对待这两个问题，便有了双远心的产生。
双远心镜头是一个光学系统，它是由四组光学元件组成，其中包括两组正透镜和两组负透镜。
这些透镜可以分成两个组成部分：近心组和远心组。
每个组件对入射光有不同的焦距，这使得光线可以在光学系统中被准确收集和聚焦，从而生成高质量的成像。
这种设计使得光路长度分为近距离和远距离的两个焦点，光线从近点和远点穿过不同的透镜，并在远点（APS-C相机中的成像传感器）处汇聚。
这么设计可以减少色差和畸变，提高成像清晰度，特别是在周边区域。
同时，还能使镜头轻巧小巧易于携带，适合广泛的摄影需求。
双远心镜头的使用范围双远心镜头适用于各种摄影领域，特别是肖像、风景、建筑和室内摄影。
它们的成像清晰度和对色彩的准确捕捉非常出色，这使得双远心镜头成为许多摄影师的首选。
值得一提的是，双远心镜头适用范围的已经不再仅限于传统SLR相机了，它们也可以用于现代的迷你相机以及其他相机和设备。
现在许多手机厂商甚至已经开始使用双远心镜头来提高手机相机的拍摄质量。
双远心镜头的优点1.高质量的成像：双远心镜头的设计可以使成像更加清晰，光线可以更加准确地被收集和聚焦，使得色差和畸变的问题得到最大的缓解。
因此，使用双远心镜头拍摄的照片清晰度和对色彩的捕捉非常优秀。
2.轻便便携：由于双远心镜头不需要增加许多光学元件，它们可以保持小巧轻便，这使得它们易于携带和使用，尤其是在户外拍摄时。
3.容易操作：双远心镜头适用于各种风格和技能水平的摄影师。
它们容易使用，可以轻松记录生动的瞬间，如人物肖像、动物、建筑和风景等。
双远心镜头的缺点1.昂贵：双远心镜头是高端相机的主要组成部件，因此价格通常很高。
对于普通消费者，这可能会是一项昂贵的投资。
双倍率远心镜头的介绍
双倍率远心镜头的介绍
远心镜头高分辨率、大景深和低畸变的光学特性，给机器视觉精密检测领域带来了质的飞越，在工业镜头中，远心镜头保持得到的图像的放大倍率不会发生变化，纠正了传统工业镜头的视差。
在机器视觉迅速发展的时代，大家对远心镜头的选型还是需要注意一些问题。
远心镜头和相机的匹配选择原则和普通的工业镜头的选择是一样的只需要镜头的靶面规格大于或等于相机的靶面就可以了。
在使用的过程中远心镜头的物镜垂直下方区域范围的都是远心成像，而超出这个范围的区域，就不能作为严格意义上的远心成像了，这一点在实际的应用上要注意，避免产生不必要的偏差。
PMS的远心镜头的设计是标准的C接口，双倍率远心镜头的设计是双端口双远心，大视野，高景深设计，而且具有低畸变、高分辨率等特点，支持两个不同放大倍率的相机，两个放大倍率满足不同的检测要求，测量时几乎无误差，其设计适合高精度大工件检测。
双倍率远心镜头为了解决被测物体本身的深度超出一定的范围，二镜头始终没办法同时看清首尾两端这个问题，通过在光学镜头的中间位置放置孔径光阑，使主光线一定通过孔径中心点，则物体侧和成像侧的主光线一定平行于光轴进入镜头。
入射平行光保证了足够大的景深范围，从镜头出来的平行光则保证了即使是工作距离在景深范围内发生的大幅度变化，成像的高度即放大倍率也不会发生变化。