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遠心鏡頭與普通鏡頭的區(qū)別

時間:2024-11-15      點擊次數(shù):1131
  遠心鏡頭主要是為糾正傳統(tǒng)工業(yè)鏡頭視差而特殊設計的光學鏡頭,它可以在一定的物距范圍內(nèi),使得到的圖像放大倍率不會隨物距的變化而變化,這對被測物不在同一物面上的情況是非常重要的應用。遠心鏡頭由于其有的平行光路設計一直為對鏡頭畸變要求很高的機器視覺應用場合所青睞。
  單純從遠心鏡頭概念看,可能不太好理解,我們不妨看下它的發(fā)展歷程。工業(yè)鏡頭是機器視覺系統(tǒng)中十分重要的成像元件,系統(tǒng)若想發(fā)揮其功能,工業(yè)鏡頭必須要能夠滿足要求才行。21世紀初,隨著機器視覺系統(tǒng)在精密檢測領域的廣泛應用,普通工業(yè)鏡頭難以滿足檢測要求,為彌補普通鏡頭應用之不足,適應精密檢測需求,遠心鏡頭應運而生。

遠心鏡頭

  遠心鏡頭與普通鏡頭的區(qū)別主要在于以下幾個方面:
  1.對景深的控制
  在普通鏡頭中,焦平面總是與傳感器平行的。而在遠心鏡頭中,你可以傾斜鏡頭來改變這個平面,這樣你就可以控制哪一部分的圖像是銳利的,哪一部分的圖像是模糊的,也就是可以更好地控制景深。
  2.鏡頭的可移動性
  在正常的鏡頭中,鏡頭和圖像傳感器(如相機膠片或數(shù)字傳感器)始終是平行的。而在遠心鏡頭中,鏡頭的部分可以獨立于相機移動,這樣可以讓鏡頭的視野線偏離傳感器平面。這種移動性的特性讓遠心鏡頭很適合拍攝建筑物和風景,因為它可以改變透視,使線條看起來更直。
  3.價格
  由于構(gòu)造和應用的特殊性,遠心鏡頭通常比普通鏡頭更昂貴。
  4.光圈
  遠心鏡頭一般需要配備較大的光圈,有助于在光線不足的環(huán)境下拍攝。
  需要注意的是,遠心鏡頭雖然可以創(chuàng)造出特別的視覺效果,但使用起來比普通鏡頭要更為復雜,對使用者的技能要求也比較高。

遠心鏡頭又分為物方遠心鏡頭、像方遠心鏡頭和雙側(cè)遠心鏡頭。

物方遠心鏡頭:物方遠心鏡頭是將孔徑光闌放置在光學系統(tǒng)的像方焦平面上,當孔徑光闌放在像方焦平面上時,即使物距發(fā)生改變,像距也發(fā)生改變,但像高并沒有發(fā)生改變,即測得的物體尺寸不會變化。物方遠心鏡頭用于工業(yè)精密測量,畸變極小。高性能的可以達到無畸變。

物方遠心鏡頭
                                                         物方遠心鏡頭光路示意圖

物方遠心鏡頭光路
                                                           物方遠心鏡頭光路示意圖2

 

像方遠心鏡頭:像方遠心鏡頭,通過在物方焦平面上放置孔徑光闌,使像方主光線平行于光軸,從而雖然CCD芯片的安裝位置有改變,在CCD芯片上投影成像大小不變。   

像方遠心鏡頭
                                                                             像方遠心鏡頭光路示意圖

像方遠心鏡頭光路
                                                                               像方遠心鏡頭光路示意圖2

 

雙側(cè)遠心鏡頭:雙側(cè)遠心鏡頭 (double telecentric、bi-telecentric),這種鏡頭的特點是物體離得遠近或者相機離得遠近都不影響放大倍數(shù)。所以廣泛的應用在機器視覺測量檢測領域。

雙側(cè)遠心鏡頭
                                                              雙側(cè)遠心鏡頭光路示意圖
 

一、遠心鏡頭:精準捕捉的利器

遠心鏡頭,顧名思義,它的設計初衷是保持圖像在不同物距下的放大倍率一致性。這得益于遠心鏡頭的特殊光學設計,使得其在成像時具有以下幾個顯著特點:


物距無關性:無論物體距離鏡頭多遠,遠心鏡頭都能保持圖像的一致性,避免了因物距變化而導致的圖像失真。

畸變控制:遠心鏡頭對圖像畸變的控制尤為出色,特別是在拍攝大面積、高精度的物體時,其優(yōu)勢更加明顯。

高清晰度:由于其的光學設計,遠心鏡頭能夠捕捉到更為細膩、清晰的圖像細節(jié),為精細作業(yè)提供了有力支持。

遠心鏡頭的這些特點,使其在工業(yè)檢測、醫(yī)療成像、科研實驗等領域具有廣泛的應用。特別是在需要高精度、高穩(wěn)定性圖像處理的場合,遠心鏡頭更是不可少的工具。

二、普通鏡頭:記錄生活的多面手

相比遠心鏡頭的專業(yè)性和精準度,普通鏡頭則更像是一個全能的“多面手”。普通鏡頭的設計更加靈活,能夠適應不同場景和拍攝需求,具有以下特點:

適應性強:無論是拍攝風景、人像還是動態(tài)物體,普通鏡頭都能通過調(diào)整焦距、光圈等參數(shù),實現(xiàn)多樣化的拍攝效果。

性價比高:普通鏡頭的制造成本相對較低,因此市場上的普通鏡頭產(chǎn)品種類繁多,價格也更加親民,適合攝影愛好者和一般消費者使用。

操作簡便:普通鏡頭的操作相對簡單,即使是初學者也能快速上手,體驗到攝影的樂趣。

在日常生活、旅游攝影、社交媒體分享等領域,普通鏡頭憑借其廣泛的適應性和親民的價格,成為了人們記錄生活、分享瞬間的得力工具。

綜上所述,遠心鏡頭和普通鏡頭,雖同為攝影和機器視覺領域的“眼睛”,但各自承擔著不同的使命。遠心鏡頭的精準捕捉和穩(wěn)定性使其在專業(yè)領域大放異彩,而普通鏡頭的多樣性和高性價比則讓它成為了大眾攝影的寵兒。
在選擇鏡頭時,我們需要根據(jù)具體的應用場景和拍攝需求來做出判斷。無論是追求的精準度,還是享受攝影的樂趣,合適的鏡頭都能幫助我們捕捉到最美的瞬間,留下永恒的回憶。


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