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技術(shù)支持

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景深在實際測量中的應(yīng)用

  • 來源:光虎

景深是光學(xué)系統(tǒng)中很重要的一項參數(shù),其表現(xiàn)在實際測量物體時,盡管物體不在同一位置,高度有一定的落差時,仍能準(zhǔn)確測量出待測物體的各種參數(shù)。但是,這必須規(guī)定物體在一定范圍內(nèi)移動,光圈、焦距、工作距離都是影響景深的重要因素。

一、景深與分辨率的關(guān)系

景深分辨率的關(guān)系前,先談一下有效F數(shù)與分辨率的關(guān)系,首先先通過公式(1

得到鏡頭的最小分辨率角,其亮斑尺寸
這就意味著有效F數(shù)越大分辨率越低,有效F數(shù)越小分辨率越高。之后我們再通過景深的計算公式可以得出景深與有效F數(shù)之間的光系
實際應(yīng)用中,景深可分為前景深和后景深,計算公式如下:

根據(jù)景深公式我們可以推斷出,景深與有效F數(shù)、焦距、工作距離都有關(guān)系。在工作距離和焦距相同的情況下F數(shù)越小,景深越小,分辨率越高。F數(shù)越大,景深越大,分辨率越低。


以上所提到的景深與分辨率的關(guān)系是由其物理因素所決定的,是不可調(diào)和的,所以我們參考前文“如何根據(jù)分辨率選擇遠(yuǎn)心鏡頭”的同時還要考慮對景深的要求。光虎視覺充分考慮客戶需求,同類型雙遠(yuǎn)心鏡頭提供高分辨率和大景深兩版標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品,例如TTL18.5系列的大視野高分辨率產(chǎn)品TTL18.5-105-160C和大視野大景深產(chǎn)品TTL18.5-105-160C-D。不同的景深對應(yīng)不同的需求,同時光虎視覺可根據(jù)客戶需求定制符合其要求的分辨率及對應(yīng)的景深大小。


二、景深的實際應(yīng)用

為了讓大家更加直觀的體會到景深的應(yīng)用,下面會用到兩個案例。

案例1:

測量外徑大小為40內(nèi)徑大小為35高度為10mm的隔環(huán),其外觀如圖3所示。


我們根據(jù)其外觀尺寸分別采用高分辨率TTL11.5-45-120C和大景深TTL11.5-45-120C-D兩款雙遠(yuǎn)心鏡頭進(jìn)行測量,如圖4.1和圖4.2:

由于TTL11.5-45-120C景深標(biāo)準(zhǔn)值為8.54mm所以測量過程中邊緣效果弱于TTL11.5-45-120C-D,后者景深為19.6mm。在雙遠(yuǎn)心鏡頭的使用過程中,使用者可以通過微調(diào)鏡頭的工作距離來找到鏡頭的最佳成像點;或者可以微調(diào)鏡頭與相機傳感器之間的距離,從而獲得想要的圖像效果。顯然,更大景深范圍的雙遠(yuǎn)心鏡頭對于高度差較大物體測量容錯率更低,更便于調(diào)節(jié)。

案例2:

分別為兩種不同尺寸機械件,其實物和規(guī)格如圖5所示。


圖6.1和6.2所呈現(xiàn)的效果為TTL11.5-45-120C(景深8.54mm)搭配2/3”靶面相機所拍攝。

通過圖6.2可以看到,盡管所測機械件的厚度不一樣,但是只要在景深范圍內(nèi)都能夠清晰的成像,所以此時推薦選用分辨率更高的型號。


【來源:光虎視覺內(nèi)部培訓(xùn)資料】

光虎視覺專業(yè)生產(chǎn)由德國設(shè)計的工業(yè)鏡頭。
以高精度雙遠(yuǎn)心鏡頭為核心,涵蓋高性能FA定焦鏡頭、變倍鏡頭等產(chǎn)品。
可實現(xiàn)為客戶定制化研發(fā)生產(chǎn)。光虎視覺還代理歐美日機器視覺全系列產(chǎn)品。
如面陣與線掃工業(yè)相機、智能相機、3D相機、紅外與紫外相機、光源、圖像采集卡、機器視覺軟件及其他周邊產(chǎn)品。