隨著機器視覺技術(shù)的不斷提高，工業(yè)生產(chǎn)應用機器視覺系統(tǒng)也越來越廣泛，大大提高了工廠的效率，而有時候采集的圖像有些扭曲變形，也就是失真，圖像失真又叫“畸變”，遠心鏡頭就是為糾正傳統(tǒng)工業(yè)鏡頭視差而設計的一種鏡頭，擁有超低失真度和超高清晰度。

遠心鏡頭

·高分辨率

·超寬景深

·超低畸變、平行光設計

遠心鏡頭是指主光線平行于鏡頭光軸，被測物光線角度為0°的鏡頭。它一種特殊的光學鏡頭，其核心原理在于其在光學系統(tǒng)的焦點位置放置了孔徑光闌，這一設計使得只有平行于光軸的光線才能被光學器件捕捉到。

遠心鏡頭能夠在一定的物距范圍內(nèi)，使得到的圖像放大倍率不會因物體離鏡頭的遠近而變化。在生產(chǎn)線上即使是出現(xiàn)工件的上下浮動或焦距偏移的情況下，工件尺寸的變動較小幾乎不會出現(xiàn)檢測尺寸誤差。適合用于高精度尺寸檢測、定位應用。

遠心鏡頭的分類
物方遠心鏡頭

物方遠心鏡頭將孔徑光闌放置在光學系統(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。這種鏡頭可以消除物方由于調(diào)焦不準確帶來的讀數(shù)誤差。

像方遠心鏡頭

像方遠心鏡頭將孔徑光闌放置在光學系統(tǒng)的物方焦平面上，像方主光線平行于光軸主光線的會聚中心位于像方無限遠。這種鏡頭可以消除像方調(diào)焦不準引入的測量誤差。

雙遠心鏡頭

雙遠心鏡頭在物體側(cè)和成像側(cè)都是遠心的，即使在相機不能保證總是處于光路中的精確位置的情況下，雙遠心鏡頭也能提供恒定的放大率。這種雙遠心鏡頭經(jīng)常與準直背光光源一起使用，以保證高對比度圖像，從而實現(xiàn)精確的圖像測量。

遠心光學系統(tǒng)特性

非遠心鏡頭 物方側(cè)遠心鏡頭 雙遠心鏡頭

非遠心鏡頭

優(yōu)點：更小尺寸。

減少鏡片數(shù)量,可降低成本。

缺點：上下移動物體表面時，會改變尺寸或位置。

物方遠心鏡頭

優(yōu)點：上下移動物體表面時,不會改變物體尺寸或位置使用同軸光源時,可使用更小的尺寸。

缺點：未使用同軸光源時,大于標準鏡頭的尺寸。

雙遠心鏡頭

優(yōu)點：與普通遠心鏡頭相似。但鏡頭凸緣后端的尺寸

出現(xiàn)極大差異時,會改善精確度。

缺點：與普通遠心鏡頭相似，但是成本會更高。

遠心鏡頭與定焦鏡頭的區(qū)別

通過光源的散熱器部分成像效果，我們來看看定焦鏡頭和遠心鏡頭的區(qū)別。當用定焦鏡頭進行工件外觀尺寸測量時，由于被測工件的側(cè)面被定焦鏡頭產(chǎn)生的視角(AOV)反射，無法準確測量尺寸；當用遠心鏡頭進行測量時，由于視角(AOV)為0°，工件側(cè)面不會被視角反射，能獲得適合外觀尺寸測量的圖像。

定焦鏡頭成像

遠心鏡頭成像

由于物體前后深度方向上誤差很小，成像位置上被測物光學圖像大小，不受從鏡頭到被測物的距離(WD)的影響，這是遠心鏡頭很重要的特征之一。像方遠心鏡頭的成像效果與定焦鏡頭一樣。遠心鏡頭就其本質(zhì)而言是視野越大，鏡頭尺寸就越大。

遠心鏡頭的光源

有些遠心鏡頭機型的鏡筒側(cè)邊安裝有同軸外照射光。同軸外照射光原理是利用鏡頭內(nèi)部分束器彎曲光線使其在正上方照射被測工件，獲得正反射光。同軸落射照明可以突出反射率高的工件上表面的凹痕和不規(guī)則部分。

表面粗糙，低反射率的鏡頭蓋遠心鏡頭成像效果如下圖所示，當同軸落射照明照射在表面粗糙的工件上時，由于透鏡的結(jié)構(gòu)，其反射率很低，同軸落射照明可能會導致圖像的中心非常明亮。這個現(xiàn)象稱為“熱點”，低倍遠心鏡頭更容易受到“熱點”現(xiàn)象影響。

鏡頭蓋成像

同軸落射照明

模擬同軸照明

對于反射率低的被測工件，可以使用模擬同軸光源，能夠均勻地照亮被測工件。這時候不發(fā)生“熱點”，光源大小以及與被測工件距離等細節(jié)可以調(diào)整，模擬同軸照明也有缺點，如機身大小上面。應根據(jù)視場、工件狀況和安裝環(huán)境選擇適當?shù)恼彰鳌?/p>

遠心鏡頭（telecentric lens）由于視場角為0°，被測物側(cè)面不會被成像，廣泛運用于工件外觀測量等，如汽車制造中的發(fā)動機零部件、車身零部件的尺寸測量，以及電子設備制造中的芯片、電路板上元件的尺寸檢測等。