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工业镜头的像差是影响图像质量的重要因素

发布时间:2021年11月22日
     在机器视觉系统应用中,好的镜头就相当于人拥有好的眼睛,其作用是将光学图像聚焦在图像传感器的光敏面阵上。一个高质量的工业镜头,在分辨率、明锐度、景深等方面都有很好的体现,对各种图像的校正也比较好,但其价格也会相应的提高。
在选择工业相机的同时选择合适的镜头,你可能认为自己需要的是高分辨率的相机,但是却没有选择性价比高的镜头去搭配,最后可能在高分辨率相机上浪费钱。一个高性价比镜头,不仅体现在图像效果的层面上,也体现视觉项目的成本预算中。所以,如果我们掌握一些选择镜头的规律和经验,就可以使用同档次的镜头达到更好的效果。
不同类型的工业镜头,成像质量也各不相同;即使类型相同,其成像质量也有着很大的差异,主要是因为镜头材质、加工精度和镜片结构等因素造成的,所以也导致不同档次的镜头价格有着巨大的差异。
    行业中一般用光学传递函数OTF(Optical Transfer Function)来综合评价某个镜头成像质量的好与坏,光学传递函数,即光学系统传递的是亮度沿空间分布的信息,当它在传递被拍物图像数据信息时,被传递为各空间频率的正弦波信号,其调制度和位相在成实际

像时的变化,均为空间频率的函数。


    像差则是影响图像质量的重要因素,常见的像差有:

    球差:由主轴上某一物点向光学系统发出的单色圆锥形光束,经光学折射后,由同一物点散射的光束经过透镜后,不交在同一位置上,以至在主轴上的理想像平面处,形成一个漫射光斑,即此现象称为球差。


    慧差:由位于主轴外的某一轴外物点,向光学系统发出的单色圆锥形光束,经该光学系列折射后,若在理想像平面处不能结成清晰点,而是结成拖着明亮尾巴的慧星形光斑,则此光学系统的成像误差称为慧差。


    像散:由位于主轴外的某一轴外物点,向光学系统发出的斜射单色圆锥形光束,经该光学系列折射后,不能结成一个清晰像点,而只能结成一弥散光斑,则此光学系统的成像误差称为像散。


    场曲:垂直于主轴的平面物体经光学系统所结成的清晰影像,若不在一垂直 于主轴的像平面内,而在一以主轴为对称的弯曲表面上,即最佳像面为一曲面,则此光学系统的 成像误差称为场曲。


    色差:由白色物体向光学系统发出一束白光,经光学系统折射后,各色光不能会聚于一点上,而形成一彩色像斑,称为色差。


畸变:被拍平面内的主轴外直线,经光学系统成像后变为曲线,则此光学系统的成像误差称为畸变。
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