在光學(xué)鏡頭的眾多品類里，遠(yuǎn)心鏡頭一直是比較特別的一類產(chǎn)品，物方遠(yuǎn)心、像方遠(yuǎn)心、雙遠(yuǎn)心很多人都會(huì)把他們混在一起，搞不清楚他們之間的關(guān)系和特點(diǎn)，這篇文章遠(yuǎn)心光學(xué)（BTOS）小編就簡(jiǎn)單幫您解釋一下這三種產(chǎn)品的區(qū)別和特點(diǎn)。
首先解釋什么是遠(yuǎn)心，遠(yuǎn)心是對(duì)鏡頭光學(xué)成像特性的一種描述，一個(gè)鏡頭是由一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)組成，光學(xué)系統(tǒng)的前后兩側(cè)分別對(duì)應(yīng)著拍攝物體和成像芯片，光路是可逆的，因此這兩側(cè)在一定的條件下可以互換，在光學(xué)定義上把光線進(jìn)入光學(xué)系統(tǒng)的那一側(cè)叫光學(xué)系統(tǒng)的物方，把光線通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)折射出的一側(cè)叫做像方。
當(dāng)入瞳位于距離光學(xué)系統(tǒng)接近無(wú)限遠(yuǎn)處時(shí)，光學(xué)系統(tǒng)就是物方遠(yuǎn)心；當(dāng)出瞳位于距離光學(xué)系統(tǒng)接近無(wú)限遠(yuǎn)處時(shí)，光學(xué)系統(tǒng)就是像方遠(yuǎn)心；當(dāng)入瞳和出瞳分別位于光學(xué)系統(tǒng)無(wú)限遠(yuǎn)處時(shí)，那么光緒系統(tǒng)就是物像雙側(cè)遠(yuǎn)心，簡(jiǎn)稱雙遠(yuǎn)心。
我們知道，當(dāng)入瞳位于光學(xué)系統(tǒng)無(wú)限遠(yuǎn)處時(shí)，物面上每一個(gè)發(fā)光點(diǎn)進(jìn)入成像系統(tǒng)的總和是一個(gè)類似于立體錐形的輪廓，這個(gè)錐形體的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱面和光學(xué)系統(tǒng)的子午光軸面平行。因?yàn)楣饩€有這樣的成像原理，所以物方遠(yuǎn)心的光學(xué)成像系統(tǒng)沒(méi)有視場(chǎng)角的因素，這樣就能保證鏡頭在景深范圍內(nèi)，即使變化物距也會(huì)有同樣的光學(xué)倍率，這對(duì)于需要標(biāo)定計(jì)算物象比例關(guān)系的視覺(jué)應(yīng)用提供了zui的原理保障，這也是為什么現(xiàn)在機(jī)器視覺(jué)行業(yè)越來(lái)越多追求精度的項(xiàng)目都在用物方遠(yuǎn)心或雙遠(yuǎn)心鏡頭的原因之一。
此外，也是因?yàn)楣鈱W(xué)系統(tǒng)對(duì)每一個(gè)發(fā)光點(diǎn)都有這樣光線約束的關(guān)系，光學(xué)系統(tǒng)成像視野范圍內(nèi)單位面積上的光照度會(huì)非常均勻，這就保證了圖像在照度環(huán)境下整個(gè)像面有著很均勻的亮度。
物方遠(yuǎn)心和雙遠(yuǎn)心核心的優(yōu)勢(shì)在于物方有著固定的成像倍率。
像方遠(yuǎn)心和雙遠(yuǎn)心核心的優(yōu)勢(shì)在于像方有著均勻的照度。
遠(yuǎn)心側(cè)的光學(xué)有效口徑一般接近物面或像面的有效口徑，因?yàn)殓R片的有效口徑直接決定了整個(gè)鏡頭的外形尺寸和加工成本，所以在產(chǎn)品開發(fā)上，一般對(duì)應(yīng)2/3靶面，1倍及其以上倍率的光學(xué)鏡頭做成物方遠(yuǎn)心以后無(wú)論在體積還是成本上都有很大的優(yōu)勢(shì)，反之1倍以下倍率的光學(xué)鏡頭做成物方遠(yuǎn)心后在體積和成本上都沒(méi)有明顯的優(yōu)勢(shì)。
這也就是目前市面上一般的物方遠(yuǎn)心鏡頭光學(xué)倍率都在1倍或以上的產(chǎn)品比較多，而雙遠(yuǎn)心一般都是在1倍及其以下的產(chǎn)品比較多的原因。
針對(duì)成像來(lái)說(shuō)，物象的比例關(guān)系恒定是由物方遠(yuǎn)心決定的，像面均勻照度是像方遠(yuǎn)心決定的。
對(duì)于機(jī)器視覺(jué)的應(yīng)用來(lái)說(shuō)，一般zui主要用遠(yuǎn)心鏡頭都是來(lái)解決物象恒定比例關(guān)系這個(gè)核心問(wèn)題的，此外物方遠(yuǎn)心光學(xué)系統(tǒng)自帶的畸變小、景深大、分辨率高等優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)也是機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用的重點(diǎn)選擇依據(jù)。
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