在遠(yuǎn)心鏡頭應(yīng)用中,工作距離與景深需協(xié)同考量,通常工作距離越長,景深相應(yīng)減小,需根據(jù)被測物體厚度選擇合適工作距離。檢測 1mm 厚 PCB 板時(shí),若選 100mm 工作距離鏡頭,景深可能 0.5mm,需調(diào)整光源或增加機(jī)械調(diào)焦機(jī)構(gòu)補(bǔ)償;對于 5mm 厚工件,則選工作距離更短、景深更大的鏡頭,如 50mm 工作距離下景深 2mm,滿足全厚度清晰成像需求。這種協(xié)同設(shè)計(jì)需要結(jié)合具體檢測對象的物理特性,在安裝空間允許的范圍內(nèi),選擇既能保證足夠景深又符合工作距離要求的鏡頭,以實(shí)現(xiàn)比較好檢測效果。精密測量中選用雙遠(yuǎn)心鏡頭,可避免物體和像面移動(dòng)帶來的誤差。遠(yuǎn)心鏡頭成像
遠(yuǎn)心鏡頭在保證高性能的同時(shí)兼顧性價(jià)比與外形設(shè)計(jì),光學(xué)系統(tǒng)采用優(yōu)化鏡片組合,在滿足工業(yè)檢測需求前提下控制成本,適合批量采購;輕巧外形通常重量在 200-500g 之間,便于安裝在狹小空間,如機(jī)器人末端執(zhí)行器、緊湊型檢測模組等。在半導(dǎo)體晶圓檢測設(shè)備中,輕量化設(shè)計(jì)可減少機(jī)械臂負(fù)載,提升運(yùn)動(dòng)精度,降低設(shè)備整體能耗;在便攜式檢測設(shè)備中,小巧鏡頭便于集成到手持終端,如航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片現(xiàn)場檢測,工作人員可手持設(shè)備貼近葉片表面,通過遠(yuǎn)心鏡頭獲取無畸變高清圖像,實(shí)時(shí)傳輸至后臺分析。這種設(shè)計(jì)兼顧了工業(yè)應(yīng)用中的性能需求和實(shí)際安裝的便利性,擴(kuò)大了遠(yuǎn)心鏡頭的應(yīng)用場景。遠(yuǎn)心鏡頭成像該遠(yuǎn)心鏡頭全系列為物方遠(yuǎn)心,有多款倍率及物距可供任意選擇。
遠(yuǎn)心鏡頭的大景深特性使其在檢測厚物體時(shí)能保證成像質(zhì)量,與普通鏡頭相比,遠(yuǎn)心鏡頭具有遠(yuǎn)大于普通鏡頭的景深,能夠在更大的軸向范圍內(nèi)保持物體清晰成像,這對于厚物體或表面起伏的工件檢測至關(guān)重要。在電機(jī)定子繞組檢測中,大景深可一次性清晰成像不同高度的線圈,無需多次調(diào)焦;在 3C 產(chǎn)品外殼檢測中,可同時(shí)清晰呈現(xiàn)按鍵、卡槽等凹凸結(jié)構(gòu),提高檢測效率。大景深特性還使得遠(yuǎn)心鏡頭在動(dòng)態(tài)檢測中更具優(yōu)勢,即使物體在軸向有微小移動(dòng),仍能保持清晰成像,減少因聚焦問題導(dǎo)致的檢測誤差。
遠(yuǎn)心鏡頭的低畸變特性(通常<0.5%)對尺寸測量意義重大,以矩形工件為例,普通鏡頭拍攝時(shí)邊緣畸變會(huì)導(dǎo)致矩形輪廓變形,測量長寬比產(chǎn)生誤差;遠(yuǎn)心鏡頭能保證矩形各邊直線度誤差<1μm,角度偏差<0.1°,配合圖像處理算法可直接計(jì)算真實(shí)尺寸,無需額外畸變校正算法,簡化軟件設(shè)計(jì),提升實(shí)時(shí)測量速度,適用于動(dòng)態(tài)生產(chǎn)線在線尺寸檢測。在精密機(jī)械加工領(lǐng)域,對零件的幾何尺寸精度要求極高,遠(yuǎn)心鏡頭的低畸變特性使其成為尺寸檢測的理想選擇,能夠準(zhǔn)確反映零件的真實(shí)形狀和尺寸,為質(zhì)量控制提供可靠數(shù)據(jù)支持。雙遠(yuǎn)心鏡頭的高精度特性,使其成為 3D 測量等領(lǐng)域的優(yōu)方案。
遠(yuǎn)心鏡頭的分辨率需嚴(yán)格滿足系統(tǒng)精度要求,例如測量 1μm 的缺陷時(shí),鏡頭分辨率需大于 2μm,通常遵循 “分辨率≤1/2 精度要求” 原則。這是因?yàn)殓R頭分辨率直接決定捕捉細(xì)節(jié)的能力,若分辨率不足,即使相機(jī)像素再高,也無法分辨小于鏡頭極限的缺陷。在 PCB 板焊點(diǎn)檢測中,通常要求鏡頭分辨率達(dá)到 5μm 以下,以識別焊盤微小裂紋或虛焊。實(shí)際應(yīng)用中,驗(yàn)證鏡頭分辨率時(shí)常用分辨率測試卡,如 USAF 1951 或 ISO 12233,將卡放置在工作距離處,通過相機(jī)采集圖像并分析可分辨的**小線對,確保鏡頭性能與實(shí)際需求匹配,避免因參數(shù)誤判導(dǎo)致檢測失效。遠(yuǎn)心鏡頭的三種類型在孔徑光闌位置上有明顯區(qū)別,影響成像效果。遠(yuǎn)心鏡頭成像
像方遠(yuǎn)心鏡頭在像面位置變化時(shí),成像大小不變但位置會(huì)改變。遠(yuǎn)心鏡頭成像
遠(yuǎn)心鏡頭的主光線與光軸平行或夾角極小的設(shè)計(jì),從根本上減少了成像畸變,這種光學(xué)特性使其在需要高精度成像的工業(yè)檢測中具有***優(yōu)勢。與普通鏡頭相比,遠(yuǎn)心鏡頭消除了******畸變,即 “近大遠(yuǎn)小” 效應(yīng),使物體在成像平面上的比例與實(shí)際尺寸一致,這對于尺寸測量、缺陷識別等應(yīng)用至關(guān)重要。在汽車零部件檢測中,可準(zhǔn)確測量孔的直徑和位置,不受物體擺放角度的影響;在半導(dǎo)體芯片檢測中,可清晰呈現(xiàn)電路圖案,確保尺寸測量的準(zhǔn)確性。主光線平行于光軸的設(shè)計(jì)是遠(yuǎn)心鏡頭區(qū)別于普通鏡頭的**特征,也是其實(shí)現(xiàn)高精度成像的關(guān)鍵。遠(yuǎn)心鏡頭成像