遠(yuǎn)心鏡頭 系列
產(chǎn)品簡介 Product introduction
遠(yuǎn)心鏡頭（Telecentric），主要是為糾正傳統(tǒng)工業(yè)鏡頭視差而設(shè)計，它可以在一定的物距范圍內(nèi)，使得到的圖像放大倍率不會變化，這對被測物不在同一物面上的情況是非常重要的應(yīng)用。遠(yuǎn)心鏡頭由于其特有的平行光路設(shè)計一直為對鏡頭畸變要求很高的機(jī)器視覺應(yīng)用場合所青睞。主要用于定位、檢測、智能制造等自動化行業(yè)。
由于工業(yè)鏡頭在使用過程中離所測物體的的距離比較近，即工作距離短，成像也遠(yuǎn)大，在這個情況下往往會出現(xiàn)被測物體不在測量平面導(dǎo)致物體的放大倍數(shù)改變、鏡頭畸變變大、解析度不高、邊緣模糊等問題。針對上述問題，工程師們設(shè)計出了遠(yuǎn)心鏡頭，在高精度測量、度量計量等方面有著十分明顯的優(yōu)勢。
遠(yuǎn)心鏡頭依據(jù)其獨特的光學(xué)特性：高分辨率、超寬景深、超低畸變以及獨有的平行光設(shè)計等，給機(jī)器視覺精密檢測帶來質(zhì)的飛躍。
根據(jù)設(shè)計原理的不同，主要分為物方遠(yuǎn)心鏡頭、像方遠(yuǎn)心鏡頭和雙遠(yuǎn)心鏡頭三種。
● 物方遠(yuǎn)心鏡頭
物方遠(yuǎn)心鏡頭是將孔徑光闌放置在光學(xué)系統(tǒng)的像方焦平面上，物方主光線平行于光軸主光線的會聚中心位于物方無限遠(yuǎn)，可消除由因為調(diào)焦帶來的讀數(shù)誤差。使用物方遠(yuǎn)心鏡頭的時候，即使被測物體的距離發(fā)生了變化，像距同樣會發(fā)生變化，所以像高就能夠保持不變，因此在測量的時候物體的尺寸就能夠保持一致。
全系列物方遠(yuǎn)心鏡頭，多款倍率及工作距離任意選擇，物方遠(yuǎn)心設(shè)計，高解析度，低畸變，有遠(yuǎn)大于普通鏡頭的景深。高性價比、超小巧外形設(shè)計擴(kuò)大了遠(yuǎn)心鏡頭的應(yīng)用范圍，適用于高精度工業(yè)機(jī)器視覺檢測方面。
● 像方遠(yuǎn)心鏡頭
像方遠(yuǎn)心鏡頭，是將孔徑光闌放置在了光學(xué)系統(tǒng)的物方焦平面上，像方的主光線平行于光軸主光線的會聚中心，且位于像方無限遠(yuǎn)。無論鏡頭與圖像傳感器之間的距離如何，都能產(chǎn)生相同尺寸的圖像，這允許鏡頭聚焦到不同的距離，而不會改變圖像的大小。簡單來說，像空間遠(yuǎn)心鏡頭是反向物空間遠(yuǎn)心鏡頭。
● 雙遠(yuǎn)心鏡頭
雙遠(yuǎn)心鏡頭則兼顧了物方和像方遠(yuǎn)心鏡頭的優(yōu)點，鏡頭在物體和圖像空間中都具有遠(yuǎn)心性，無論物體、圖像傳感器與鏡頭的位置如何變化，其放大倍率都是恒定的，屬于無焦鏡頭。雙遠(yuǎn)心鏡頭主要針對非常低的圖像失真和場曲進(jìn)行優(yōu)化，便于在整個視野范圍內(nèi)進(jìn)行精確測量，該鏡頭元件較多，價格也相對較高。
除了上述三種外，還有一種遠(yuǎn)心變焦鏡頭，物方、像方和雙遠(yuǎn)心鏡頭屬于定焦鏡頭，而遠(yuǎn)心變焦鏡頭則可以在一定范圍內(nèi)對焦距、視野和放大倍率進(jìn)行調(diào)節(jié)，這也導(dǎo)致其在整個變焦過程中鏡頭無法一直保持在遠(yuǎn)心的狀態(tài)，應(yīng)用的范圍也較少。
應(yīng)用領(lǐng)域 Application fields
遠(yuǎn)心鏡頭主要應(yīng)用于精密測量。在精密光學(xué)測量系統(tǒng)中，由于普通光學(xué)鏡頭會存在一定的制約因素，如影像的變形、視角選擇而造成的誤差、不適當(dāng)光源干擾下造成邊界的不確定性等問題，進(jìn)而影響測量的精度。而遠(yuǎn)心鏡頭（Telecentric鏡頭）能有效降低甚至消除上述問題，因此Telecentric鏡頭已經(jīng)成為精密光學(xué)量測系統(tǒng)決定性的組件，其應(yīng)用領(lǐng)域也越來越廣泛。
1、機(jī)械設(shè)備視覺定位、半導(dǎo)體檢測、晶片檢測。
2、IC晶圓，LED晶圓，置晶，固晶，邦定，點膠定位。
3、ITO玻璃，STN/CSTN/TFT面板分劃，絲印。
4、液晶顯示檢測，液晶模組FOG/COG。
5、多晶硅、單晶硅、晶圓劃片，絲印。
6、多層顯示面板組件。
7、電容屏面板分劃，絲印，組裝。
8、零部件OCR識別。
9、印刷機(jī)械、打孔MARK點定位。
10、機(jī)器視覺實驗室應(yīng)用。
11、其他圖像處理、視覺檢測、測量、定位工業(yè)應(yīng)用。
根據(jù)遠(yuǎn)心鏡頭原理特征及獨特優(yōu)勢，當(dāng)檢查物體遇到以下6中情況時，最好選用遠(yuǎn)心鏡頭：
1）當(dāng)需要檢測有厚度的物體時（厚度>1/10 FOV直徑）；
2）需要檢測不在同一平面的物體時；
3）當(dāng)不清楚物體到鏡頭的距離究竟是多少時；
4）當(dāng)需要檢測帶孔徑、三維的物體時；
5）當(dāng)需要低畸變、圖像效果亮度幾乎完全一致時；
6）當(dāng)缺陷只在同一方向平行照明下才能檢測到時。
選擇遠(yuǎn)心鏡頭，首先應(yīng)明白遠(yuǎn)心鏡頭相關(guān)指標(biāo)對應(yīng)使用條件：
1）物方尺寸------拍攝范圍。
2）像方尺寸------使用的CCD的靶面大小。
3）工作距離------物方鏡頭前表面距離拍攝物的距離。
4）分辨率---------使用的CCD像素大小。
5）景深------------鏡頭能成清晰像的范圍。像/物倍率越大景深越小。
6）接口------------照相機(jī)接口，多為C，T等接口。
根據(jù)使用情況（物體尺寸和需要的分辨率）選擇物方尺寸合適的物方鏡頭和CCD或CMOS相機(jī)，同時得到像方尺寸，即可計算出放大倍率，然后根據(jù)產(chǎn)品列表選擇合適的像方鏡頭。選擇過程中還應(yīng)注意景深指標(biāo)的影響，因為像/物倍率越大景深越小，為了得到合適的景深，可能還需要重新選擇鏡頭。
性能特點 Performance characteristics
遠(yuǎn)心工業(yè)鏡頭主要是為糾正傳統(tǒng)工業(yè)鏡頭的視差而特殊設(shè)計的鏡頭，它可以在一定的物距范圍內(nèi)，使得到的圖像放大倍率不會隨物距的變化而變化，這對被測物不在同一物面上的情況是非常重要的應(yīng)用。
普通工業(yè)鏡頭目標(biāo)物體越靠近鏡頭（工作距離越短），所成的像就越大。在使用普通鏡頭進(jìn)行尺寸測量時，會存在如下問題：
1）由于被測量物體不在同一個測量平面，而造成放大倍率的不同；
2）鏡頭畸變大
3）視差也就是當(dāng)物距變大時，對物體的放大倍數(shù)也改變；
4）鏡頭的解析度不高；
5）由于視覺光源的幾何特性，而造成的圖像邊緣位置的不確定性。
而遠(yuǎn)心鏡頭就可以有效解決普通鏡頭存在的上述問題，而且沒有此性質(zhì)的判斷誤差，因此可用在高精度測量、度量計量等方面。遠(yuǎn)心鏡頭是一種高端的工業(yè)鏡頭，通常有比較出眾的像質(zhì)，特別適合于尺寸測量的應(yīng)用。
無論何處，在特定的工作距離，重新調(diào)焦后會有相同的放大倍率，因為遠(yuǎn)心鏡頭的最大視場范圍直接與鏡頭的光欄接近程度有關(guān)，鏡頭尺寸越大，需要的現(xiàn)場就越大。遠(yuǎn)心測量鏡頭能提供優(yōu)越的影像質(zhì)素，畸變比傳統(tǒng)定焦鏡頭小，這種光學(xué)設(shè)計令影像面更對稱，可配合軟件進(jìn)行精密測量
1）高影像分辨率
圖像分辨率一般以量化圖像傳感器既有空間頻率對比度的CTF （對比傳遞函數(shù)）衡量，單位為lp/mm（每毫米線耦數(shù)）。大部分機(jī)器視覺集成器往往只是集合了大量廉價的低像素、低分辨率鏡頭，最后只能生成模糊的影像。而采用AFT遠(yuǎn)心鏡頭，即使是配合小像素圖像傳感器（如5.5百萬像素, 2/3"），也能生成高分辨率圖像。
2）近乎零失真度
畸變系數(shù)即實物大小與圖像傳感器成像大小的差異百分比。普通機(jī)器鏡頭通常有高于1~2%的畸變，可能嚴(yán)重影響測量時的精確水平。相比之下，遠(yuǎn)心鏡頭通過嚴(yán)格的加工制造和質(zhì)量檢驗，將此誤差嚴(yán)格控制在0.1%以下。
3）無透視誤差
在計量學(xué)應(yīng)用中進(jìn)行精密線性測量時，經(jīng)常需要從物體標(biāo)準(zhǔn)正面（完全不包括側(cè)面）觀測。此外，許多機(jī)械零件并無法精確放置，測量時間距也在不斷地變化。而軟件工程師卻需要能精確反映實物的圖像。遠(yuǎn)心鏡頭可以完美解決以上困惑：因為入射光瞳可位于無窮遠(yuǎn)處，成像時只會接收平行光軸的主射線。
4）遠(yuǎn)心設(shè)計與超寬景深
雙遠(yuǎn)心鏡頭不僅能利用光圈與放大倍率增強(qiáng)自然景深，更有非遠(yuǎn)心鏡頭無可比擬的光學(xué)效果：在一定物距范圍內(nèi)移動物體時成像不變，亦即放大倍率不變。
技術(shù)指標(biāo) Technical indicators
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