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  • 景深在实际测量中的应用

    • 作者:

    • 来源:光虎光电科技(天津)有限公司

    • 访问量:176

    • 发布时间:2022-03-28 08:33:57

    景深是光学系统中很重要的一项参数,其表现在实际测量物体时,尽管物体不在同一位置,高度有一定的落差时,仍能准确测量出待测物体的各种参数。但是,这必须规定物体在一定范围内移动,光圈、焦距、工作距离都是影响景深的重要因素。

    一、景深与分辨率的关系

    在谈景深分辨率的关系前,先谈一下有效F数与分辨率的关系,首先先通过公式(1

    得到镜头的最小分辨率角,其亮斑尺寸
    这就意味着有效F数越大分辨率越低,有效F数越小分辨率越高。之后我们再通过景深的计算公式可以得出景深与有效F数之间的光系
    实际应用中,景深可分为前景深和后景深,计算公式如下:

    根据景深公式我们可以推断出,景深与有效F数、焦距、工作距离都有关系。在工作距离和焦距相同的情况下F数越小,景深越小,分辨率越高。F数越大,景深越大,分辨率越低。


    以上所提到的景深与分辨率的关系是由其物理因素所决定的,是不可调和的,所以我们参考前文“如何根据分辨率选择远心镜头”的同时还要考虑对景深的要求。光虎视觉充分考虑客户需求,同类型双远心镜头提供高分辨率和大景深两版标准产品,例如TTL18.5系列的大视野高分辨率产品TTL18.5-105-160C和大视野大景深产品TTL18.5-105-160C-D。不同的景深对应不同的需求,同时光虎视觉可根据客户需求定制符合其要求的分辨率及对应的景深大小。


    二、景深的实际应用

    为了让大家更加直观的体会到景深的应用,下面会用到两个案例。

    案例1:

    测量外径大小为40内径大小为35高度为10mm的隔环,其外观如图3所示。


    我们根据其外观尺寸分别采用高分辨率TTL11.5-45-120C和大景深TTL11.5-45-120C-D两款双远心镜头进行测量,如图4.1和图4.2:

    由于TTL11.5-45-120C景深标准值为8.54mm所以测量过程中边缘效果弱于TTL11.5-45-120C-D,后者景深为19.6mm。在双远心镜头的使用过程中,使用者可以通过微调镜头的工作距离来找到镜头的最佳成像点;或者可以微调镜头与相机传感器之间的距离,从而获得想要的图像效果。显然,更大景深范围的双远心镜头对于高度差较大物体测量容错率更低,更便于调节。

    案例2:

    分别为两种不同尺寸机械件,其实物和规格如图5所示。