图像参数分析 - 机器视觉光源选取经验以及镜头对比分析

四、远心：
远心度是指物体的倍率误差。倍率误差越小，远心度越高。远心度有各种不同的用途，在镜头使用前，把握远心度很重要。远心镜头的主光线与镜头的光轴平行，远心度不好，远心镜头的使用效果就不好；远心度可以用下图进行简单的确认。

 

五、分辨率（μm）：
光学系能力的尺度，表示黑白格状图案通过镜头观察时，1mm中可以分辨观察到黑白条纹的最多对数。分辨率为两点间在无法识别前，能靠近的最近距离测量值，例如1μm的分辨率代表两点间在无法识别前，能靠近的最近距离为1μm。以下为根据镜头的无相差光衍射情况计算理论分辨率的公式。

 

六、分辨力(Lines／mm)：
分辩力指黑白网线图镜头里影像内1mm面积，可识别的黑白两色条纹数。分辨力的单位为线条/mm，例如100线条/mm代表可识别黑白间距1/100mm(10μm)。黑白线条的宽度为1/200mm(5μm)。

七、水平TV分辨率（TV线条）：
宽度里的黑白水平线总条数，相当于电视机屏幕垂直高度的高度值。屏幕的垂直与水平长度比率通常为3:4，因此水平宽度里的总条数为3/4。电视机水平分辨率为240TV条线，电视机屏幕水平宽度的总条数为320条线。测量镜头的分辨率时，一组黑色与白色线条应视为一条线，但是在电视机分辨率线条方面，一组视为2TV线条。

八、失真（%）：
失真为光学轴外的直型物体，呈现曲线时的镜头像差。镜头失真也称为镜头畸变，即光学透镜固有的透视失真的总称，可分为枕形失真和桶形失真，直线朝向中心的失真情况为枕形失真(Pincushion Distortion），向外扩张的失真称为桶形失真(Barrel Distortion)。如下图示：

 

九、TV失真（%）：
TV屏幕上的影像失真。数值越接近零，牲能越高。

 

十、电视失真：
实际边长的歪曲形状与理想的形状的百分比算出的值。

十一、孔径效率边际光量（%）：
孔径效率为使用镜头拍摄均匀亮度的物体时，成像盘光学轴与四周区域之间的亮度差异，单位为百分比（%），假设中央亮度为100，为镜头的光学特征之一。

十二、遮蔽（%）：
遮蔽为使用镜头与CCD-TV镜头拍摄均匀亮度的物体时，电视机屏幕中央与边缘之间的亮度差异，单位为百分比（%）。通常使用受光组件与CCD组件的功率比计算此百分比。遮蔽意指镜头与TV镜头的整体表现，可使用远心光学系统以缩小遮蔽的情况。

十三、色差：
在镜头光学统中，形成影像的位置与影像放大倍率随光线波长的不同而不同。不同波长的光线有不同的颜色，这叫做色彩失真。光学轴上的失真叫做色彩失真。放大倍率的差异则叫做放大倍率色彩失真。

十四、工作距离（WD）（mm）：
工作距离指镜头第一个工作面到被测物体的距离。

十五、物像间距离O/I（Object to Imager）
OI指物体到结像平面的距离。

十六、焦距f（mm）后焦距/前焦距
焦距为光学系统的主光点到焦点的距离。从最后一片镜头的顶点到后焦点的距离，为后焦距。从第一片镜头的顶点到前焦点的距离，为前焦距。

 

十七、景深：
深度为与物体从最佳焦点前后移动时．出现最锐利焦点的最近点与最远点之间的距离。物体侧的深度范围称为景深。同样，照相机侧的范围称为焦点深度。具体的景深的值多少略有不同。景深（Depth of Field）可以用以下的计算式计算出来：
景深 = 2 x Permissible COC x 实效F / 光学倍率2 = 允许误差值 / (NA x 光学倍率)(使用的是0.04mm的Permissible COC)

通过镜头的影像理论土会形成点状。清晰影像上出现可接受的摸糊情况，称为可接受的弥散圆。

 

十八、焦深：
深度为当CCD从最佳焦点前后移动时，出现最锐利焦点的最近点与最远点之间的距离。影像侧的深度范围称为焦深。

十九、后截距（mm）：
从镜头安装座盘前端到影像的距离。

二十、C安装座规格：

名称 标准外径 螺丝螺纹数(25.4mm用) 后截距 
U1 25.4000mm 32Threads 17.526mm

二十一、数值孔径 NA，NA'：
当物体在入射光孔上产生的半角为u，且折射率为n，n x sinu为物体侧数值孔经（NA）。
当物体在出射光孔上产生的半角为u'，且折射率为n'，n' x sinu' 为影像侧数值孔径{NA'）。
NA=n x sinu　　　　　　NA'=n' x sin u'

NA越高，镜头的分辨率与亮度越佳。如下图所示 入射角度 u, 物体侧折射率n, 成像侧的折射率' n'：NA = NA' x 放大率

对于Macro镜头，NA =M/2 xF　NA' = 1/2 xF　NA=NA' x光学倍率　NA'=NA x光学倍率