远心镜头分类及选择
双远心工业镜头的原理简述
双远心工业镜头的原理简述近年来，经常做机器视觉精密测量的公司就会听到一些比较新的名词，如双侧远心、单侧远心、物方远心、像方远心等等这些以前并不是经常被提起的光学概念，让人一头雾水，不知如何理解，收集到的资料往往也都是专业化程度高不容易理解，今天就让维视图像从实际应用角度出发来简述双远心工业镜头的相关原理。
凸透镜成像原理特性一：所有经过光心的光不改变其传播方向特性二：凸透镜对平行光有汇聚作用，镜头的成像即利用这一点双远心镜头成像原理原理：通过在镜头中间放置光阑，使得进出镜头的光线均为平行光，其他光线被光阑遮挡，无法到达成像芯片各看一侧分别是物方远心、像方远心镜头。
物方解决景深问题，像方解决放大倍率变化问题。
双远心镜头解决的问题分辨率问题：普通工业镜头分辨率跟不上芯片分辨率提高的脚步，其受制于其光学成像的原理，最好的也只能做到10um左右,最多可配合1000W像素的相机使用，满足不了现在高分辨率相机和高精度测量检测的要求。
景深问题：普通镜头的景深比较小，当需要测量的物体在镜头纵深方向超出其范围，检测或测量无法进行。
放大倍率问题：放大倍率随作距离变化而发生变化。
当我们的视觉系统被用来执行精密测量任务时，这一特性会导致不可容忍的误差。
FAQ&答疑∙Q：为什么双远心镜头的体积通常比较大∙A：因为双远心镜头是平行光进出，所以需要多大拍摄面积，就需要多大面积的平行光进入，因此就需要多大面积的镜筒，所以双远心镜头体积通常都比较大，而且视场越大，体积越大。
∙Q：双远心镜头怎样选型？∙A：主要注意以下几点：视场范围，兼容的CCD靶面，接口类型等满足要求，其他的如工作距离，景深范围，外形尺寸等只要不影响使用就可以。
∙Q：双远心镜头配合什么样的光源效果比较好？∙A：由于远心镜头只接受平行光，滤除了几乎所有的漫反射光源，所以在自然环境下成像比较暗，所以选用平行光源能够最大限度的发挥双远心镜头的优势，使被测物体边缘清晰、稳定，并有效去除检测过程中的噪声。
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。
远心镜头的应用案例
远心镜头的应用案例
远心镜头是一种成像无畸变的光学镜头，被广泛应用于不同领域，以下是一些远心镜头的应用案例：
1. 摄像和摄影：远心镜头在摄像和摄影领域中的应用非常广泛。
由于其无畸变的成像特性，远心镜头常被用于拍摄极高要求的图像和视频内容，如电影制作、广告摄影和科学研究等。
2. 显微镜：远心镜头在显微镜中的应用也非常重要。
通过配备远心镜头，显微镜能够提供高分辨率、无畸变的显微观察图像，有效地支持生物学、医学和材料科学等领域的研究。
3. 光学检测：远心镜头被广泛应用于光学检测系统中。
由于其无畸变和高分辨率的特性，远心镜头能够提供准确的成像结果，支持光学元件、液晶显示器、光刻机等高精度光学设备的检测和校正。
4. 机器视觉：远心镜头在机器视觉系统中也有重要的应用。
远心镜头的无畸变成像可以提供准确的视觉信息，支持机器视觉系统进行目标识别、测量和导航等任务。
总而言之，远心镜头广泛应用于摄影、显微镜、光学检测和机器视觉等领域，为这些应用提供了高质量的成像和测量结果。
工业相机镜头学习资料
连续变倍镜头： 放大倍数可以在一定范围内连续无极调节的光学镜头。比较常见的变倍范围在0.7X～ 4.5X，变倍比1:6.5；变倍比即最大倍比最小倍；该种镜头一般应用在精确测量行业，比 如二次元影像测量仪；选用连续变倍镜头应该注意： 1、工作距离：该类常规镜头的工作距离大多在90mm左右 2、能否齐焦：就是在设计的工作距离，调节放大倍数图像都是清楚的。 3、数值孔径的大小：
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像方远心镜头
物方主光线平行于光轴主光线的会聚中心位于像方无限远，称之为像方远心光路。通过在 物方焦平面上放置孔径光阑，使像方主光线平行于光轴，从而虽然CCD芯片的安装位置有 改变，在CCD芯片上投影成像大小不变。
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双侧远心镜头兼于上面两种远心镜头的优点。在工业图像处理中，一般只使用物方远心镜 头。偶尔也有使用双侧远心镜头的，（当然价格更高）。而在工业图像处理/机器视觉这 个领域里，像方远心镜头一般来说不会起作用的，因此这个行业很少用它的。
那么孔径光阑和视场光阑的比较和联系为： 1、孔径光阑限制成像光束的孔径，即决定成像的照度、分辨率； 2、视场光阑决定视场，及物体成像的范围； 3、孔径光阑缩小时，每一物点成像光束孔径角变小，像面照度减小，但成像范围不 变； 4、视场光阑缩小时，成像范围变小，但成像物点的孔径角变小，及像的照度不变。 我们通常所说的光圈就指孔径光阑，以镜头焦距f和通光孔径D的比值来衡量。每个镜 头上都标有最大F值，例如8mm /F1.4代表最大孔径为5.7毫米。F值越小圈越大，F值 越大，光圈越小。
工业相机镜头学习
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2、数值孔径（NA）： 是一个无量纲的数，用以衡量该系统能够收集的光的角度范围。是显微镜物镜 重要参数。也是工业镜头分辨率的重要影响参数。 数值孔径越大，工作距离越短。（显微物镜） 数值孔径越大，分辨率越高，否则反之。（工业镜头）
远心镜头的原理
远心镜头的原理
《远心镜头的原理》
一、远心镜头的概述
远心镜头是照相机的一部分，也是最关键的一部分，它由几组镜片组成，它们的设计是用来将摄取到的光线准确的投射到感光片上，从而形成画面，它具有良好的高精度、大口径等特性。
二、远心镜头的工作原理
1、原理
远心镜头将一束光线在空间分散，然后反向收集，将其准确投射到感光片上，从而形成画面。
2、结构
远心镜头的结构主要是由前置环面、镜组以及后置环面组成。
a) 前置环面：它位于照相机前面，可以完全覆盖照相机，其主要作用是用来收集需要摄取的光线，从而减少了外界光线的入射，使图像更加清晰。
b) 镜组：镜组是由若干组镜片组成，它对收集来的光线进行反向收集，并将其准确投射到感光片上，从而形成画面。
c) 后置环面：它位于照相机的后面，起着锁挡作用，防止感光片上的画面受到外界光线的影响。
三、远心镜头的优点
1、高精度：远心镜头能够有效的改善画面的反差质量，比如可以准确的将图像投射到感光片上，从而获得更好的清晰度。
2、大口径：远心镜头的口径较大，因此可以容纳更多的光线，使画面更加清晰、饱满、有层次感。
3、高速度：远心镜头的精度极高，因此它可以在很短的时间内完成相应的拍摄，帮助摄影师拍摄到更有趣的画面。
四、远心镜头的应用
远心镜头在现实生活中的应用非常广泛，它主要用于摄影、摄像、航拍、航空摄影等领域。
远心镜头也可以用于工业检测，可以用于检测机器、小型零件、观察微小物体、检测机器的精度等，有着广泛的应用前景。
光学镜头概述及分类
光学镜头概述及分类光学镜头一般称为摄像镜头或摄影镜头，简称镜头，其功能就是光学成像。
镜头是机器视觉系统中的重要组件，对成像质量有着关键性的作用，它对成像质量的几个最主要指标都有影响，包括：分辨率、对比度、景深及各种像差。
镜头不仅种类繁多，而且质量差异也非常大，但一般用户在进行系统设计时往往对镜头的选择重视不够，导致不能得到理想的图像，甚至导致系统开发失败。
本文的目的是通过对各种常见镜头的分类及主要参数介绍，总结各种因素之间的相互关系，使读者掌握机器视觉系统中镜头的选用技巧。
根据有效像场的大小划分把摄影镜头安装在一很大的伸缩暗箱前端，并在该暗箱后端安装一块很大的磨砂玻璃。
当将镜头光圈开至最大，并对准无限远景物调焦时，在磨砂玻璃上呈现出的影像均位于一圆形面积内，而圆形外则漆黑，无影像。
此有影像的圆形面积称为该镜头的最大像场。
在这个最大像场范围的中心部位，有一能使无限远处的景物结成清晰影像的区域，这个区域称为清晰像场。
照相机或摄影机的靶面一般都位于清晰像场之内，这一限定范围称为有效像场。
由于视觉系统中所用的摄像机的靶面尺寸有各种型号，所以在选择镜头时一定要注意镜头的有效像场应该大于或等于摄像机的靶面尺寸，否则成像的边角部分会模糊甚至没有影像。
根据有效像场的大小，一般可分为如下几类：镜头类型有效像场尺寸1/4英寸摄像镜头 3.2mm×2.4mm（对角线4mm）1/3英寸摄像镜头 4.8mm×3.6mm（对角线6mm）电视摄像镜头1/2英寸摄像镜头 6.4mm×4.8mm（对角线8mm）2/3英寸摄像镜头8.8mm×6.6mm（对角线11mm）1英寸摄像镜头12.8mm×9.6mm（对角线16mm）35mm电影摄影镜头21.95mm×16mm（对角线27.16mm）电影摄影镜头16mm电影摄影镜头10.05mm×7.42mm（对角线12.49mm）135型摄影镜头36mm×24mm127型摄影镜头40mm×40mm照相镜头120型摄影镜头80mm×60mm中型摄影镜头82mm×56mm大型摄影镜头240mm×180mm根据焦距分类根据焦距能否调节，可分为定焦距镜头和变焦距镜头两大类。
02-2018年视觉设备选型指南
P1 SCI智能相机
P27 SCI-Q2
P33
SCI-Q3视觉控制器
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SCI通用配件
SciVision视觉开发包
外形迷你，低畸变，大景深满足大部分系统 应用需求。
DS系列迷你远心镜头
P64
低畸变，高分辨率远心设计，支持200万像素 2/3" 工业相机。
DT系列标清/MH系列高清远心镜头 P68
标准C接口，远工作距离的选择，最长工作距 离可达420mm。
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体积小，携带方便，模拟调节电压控制亮度，外 部触发同步频闪，DIN导轨安装。
OPT- APM0524B-2
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XIII
OPT产品选型指南
OPT代理相机
OPT相机
BASLER相机
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P228 POINT GREY相机
P231
OPT-RIP系列
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采用大功率LED设计，亮度可达普通光源三倍 以上，适用于远工作距离照明。
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P144
同轴面状光源，具备无影光和同轴光效果。
OPT-FC系列
P146
OPT产品选型指南
OPT标准光源
平行集光光源
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平行光源
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多重透镜组合设计，平行度达到单边0.5°，消光 方式独特，消光效果良好，更有利于实际应用。
OPT-XX-IR系列
P153
近紫外385nm、365nm波段照明，形状和照射 方式可自由定制。
OPT-XX-UV系列
P157
采用大功率紫外LED，高亮度，低衰减。
远心镜头原理
远心镜头原理
远心镜头是指在光学系统中，物体与镜头之间的距离远大于镜头焦距的一种镜头。
它是由凸透镜和凹透镜组合而成，主要用于望远镜、显微镜和摄影镜头等光学设备中。
远心镜头具有一些独特的光学原理和特点，下面我们来详细了解一下远心镜头的原理。
首先，远心镜头的光学原理是基于透镜组合的成像原理。
在远心镜头中，凸透镜和凹透镜的组合能够将光线聚焦到一个特定的焦点上，从而形成清晰的像。
这种镜头的设计能够有效地消除像差，提高成像质量。
其次，远心镜头的特点是焦距较长，适用于远距离成像。
由于远心镜头的物体与镜头之间的距离远大于镜头焦距，因此它适合用于观察远距离的物体。
在望远镜和摄影镜头中，远心镜头能够提供清晰的远距离成像效果，满足人们对远距离观察和拍摄的需求。
此外，远心镜头还具有较小的视场角和较大的像高。
视场角是指镜头能够覆盖的范围，而像高则是指成像的垂直尺寸。
远心镜头由于设计用于远距离成像，因此视场角较小，但能够提供较大的像高，从而呈现出清晰、细致的远距离成像效果。
总的来说，远心镜头是一种适用于远距离成像的光学镜头，它能够通过透镜组合实现清晰的远距离成像效果，具有较长的焦距、较小的视场角和较大的像高等特点，适用于望远镜、显微镜、摄影镜头等光学设备中。
对于远距离观察和拍摄的需求，远心镜头能够提供高质量的成像效果，满足人们对远距离成像的要求。
在实际应用中，远心镜头的原理和特点能够为人们提供更加清晰、细致的远距离成像效果，为观察、拍摄远距离的物体提供了便利。
因此，远心镜头在光学设备中具有重要的应用价值，对于满足人们对远距离成像需求起到了重要作用。
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远心镜头分类及选择
远心镜头（Telecentric）
主要是为纠正传统工业镜头视差而特殊设计的镜头，它可以在一定的物距范围内，使得到的图像放大倍率不会随物距的变化而变化，这对被测物不在同一物面上的情况是非常重要的应用。
远心镜头依据其独特的光学特性：高分辨率、超宽景深、超低畸变以及独有的平行光设计等
远心镜头设计目的就是消除由于被测物体（或CCD芯片）离镜头距离的远近不一致，造成放大倍率不一样。
根据远心镜头分类设计原理分别为:
1.物方远心镜头
2.像方远心镜头
3.两侧远心镜头
物方远心镜头：将孔径光阑放置在光学系统的像方焦平面上，当孔径光阑放在像方焦平面上时，即使物距发生改变，像距也发生改变，但像高并没有发生改变，即测得的物体尺寸不会变化。
物方远心镜头用于工业精密测量，畸变极小，高性能的可以达到无畸变。
像方远心镜头：通过在物方焦平面上放置孔径光阑，使像方主光线平行于光轴，从而虽然CCD芯片的安装位置有改变，在CCD芯片上投影成像大小不变。
双侧远心镜头：兼于上面两种远心镜头的优点。
在工业图像处理中，一般只使用物方远心镜头。
偶尔也有使用两侧远心镜头的，（当然价格更高）。
而在工业图像处理/机器视觉这个领域里，像方远心镜头一般来说不会起作用的，因此这个行业基本是不用它的。
远心镜头的选择
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，只要其靶面的规格大于或等于相机的靶面即可。
使用过程中请留意，在远心镜头的物镜垂直下方区域范围的都是远心成像，而超出此范围的区域，就不是严格意义上的远心成像了，这点在实际的使用中一定要注意。
根据远心镜头原理特征及独特优势，当检查物体遇到以下6中情况时，最好选用远心镜头：1）当需要检测有厚度的物体时（厚度>1/10FOV直径）；
2）需要检测不在同一平面的物体时；
3）当不清楚物体到镜头的距离究竟是多少时；
4）当需要检测带孔径、三维的物体时；
5）当需要低畸变、图像效果亮度几乎完全一致时；
6）当缺陷只在同一方向平行照明下才能检测到时。
选择远心镜头，首先应明白远心镜头相关指标对应使用条件：
1）物方尺寸------拍摄范围。
2）像方尺寸------使用的CCD的靶面大小。
3）工作距离------物方镜头前表面距离拍摄物的距离。
4）分辨率---------使用的CCD像素大小。
5）景深------------镜头能成清晰像的范围。
像/物倍率越大景深越小。
6）接口------------照相机接口，多为C，T等接口。
选择过程中还应注意景深指标的影响，因为像/物倍率越大景深越小。
普通工业镜头目标物体越靠近镜头（工作距离越短），所成的像就越大。
在使用普通镜头进行尺寸测量时，会存在如下问题：
1）由于被测量物体不在同一个测量平面，而造成放大倍率的不同。
2）镜头畸变大。
3）视差也就是当物距变大时，对物体的放大倍数也改变。
4）镜头的解析度不高。
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。