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遠(yuǎn)心光源的應(yīng)用

  • 來源:光虎

工業(yè)檢測,由于相機(jī)的采樣需求往往會(huì)配合一定的燈光照明,對(duì)于采樣需求高的項(xiàng)目照明往往是最重要的一環(huán)。在高精度的測量需求下高精度的鏡頭往往會(huì)搭配規(guī)格更高的照明器件,對(duì)于照明器件的性能評(píng)估也更加嚴(yán)格。通常來說評(píng)估遠(yuǎn)心光源的指標(biāo)為照度均勻度、亮度和遠(yuǎn)心度等。

一、遠(yuǎn)心光源和其他背光源的區(qū)別

在談?wù)撨h(yuǎn)心背光源與其他光源的區(qū)別前,我們需要先了解一下遠(yuǎn)心光源的光路特點(diǎn),在設(shè)計(jì)時(shí)我們通常會(huì)采用主光線與光軸平行的概念,即出射光為平行光,如圖1.



而遠(yuǎn)心度是評(píng)價(jià)平行度的指標(biāo),眾所周知遠(yuǎn)心度最高的光源為激光光源,而激光并不適用于一般的背光照明,而標(biāo)準(zhǔn)背光源發(fā)出的光線會(huì)形成漫反射(圖2)在精密測量中會(huì)出現(xiàn)其輪廓模糊對(duì)比度不高的情況。

二、遠(yuǎn)心光源的優(yōu)缺點(diǎn)

遠(yuǎn)心光源作為機(jī)器視覺精密測量中的重要部件其作用是不言而喻的,其表現(xiàn)為首先能夠?yàn)槲⑿【茉峁└邔?duì)比度照明對(duì)鏡頭的采樣提供良好條件。其次,由于其出光遠(yuǎn)心度小,消除了標(biāo)準(zhǔn)背光源漫反射帶來的邊緣模糊對(duì)測量的重復(fù)性和準(zhǔn)確性有很大的提高,最后與標(biāo)準(zhǔn)背光源相比,遠(yuǎn)心光源能提供更高光強(qiáng)度和更遠(yuǎn)的照明距離(這里的照明距離是指光源的工作距離)。

凡是都有兩面性,遠(yuǎn)心光源優(yōu)點(diǎn)雖多但也是有不足之處的,我們可以從遠(yuǎn)心光源的設(shè)計(jì)原理入手,由于其主光線是平行于主光軸的,所以其出光的光斑大小與機(jī)械體積是正相關(guān)的,換句話說被測物體越大光源的體積就越大這就意味著遠(yuǎn)心光源只能用在測量大型物體的局部或較小型物體,對(duì)大型物體的全局照明使用遠(yuǎn)心光源其價(jià)格和制造難度都是不可接受的。

三、遠(yuǎn)心光源在實(shí)際測量中的應(yīng)用

對(duì)于遠(yuǎn)心光源在實(shí)際測量中的表現(xiàn)我們可以運(yùn)用控制變量的方法進(jìn)行比較,對(duì)于同一機(jī)械件我們都采用光虎視覺的雙遠(yuǎn)心鏡頭TTL18.5-105-160C的鏡頭,分別搭配遠(yuǎn)心光源與標(biāo)準(zhǔn)背光源。


圖片
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根據(jù)實(shí)際測量結(jié)果比較來看,如圖3,為本款鏡頭搭配遠(yuǎn)心光源對(duì)一機(jī)械件的實(shí)測結(jié)果,我們可以看到其成像的邊緣對(duì)比度高。圖4為該款鏡頭搭配標(biāo)準(zhǔn)背光源所呈效果,可以看到其邊緣不如遠(yuǎn)心光源對(duì)比度高有一定的陰影所在,這與標(biāo)準(zhǔn)光源的漫反射有關(guān)。

所以,在實(shí)際應(yīng)用中合理的打光方式對(duì)精密測量有著至關(guān)重要的作用,也能更好的發(fā)揮出鏡頭的性能。


【來源:光虎光學(xué)內(nèi)部培訓(xùn)資料】


光虎光學(xué)專業(yè)生產(chǎn)由德國設(shè)計(jì)的工業(yè)鏡頭
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