在工業(yè)應(yīng)用上用到的鏡頭通常有普通工業(yè)鏡頭和遠(yuǎn)心工業(yè)鏡頭，二者之間的區(qū)別在于，遠(yuǎn)心鏡頭是平行光路設(shè)計(jì)，主要是為糾正傳統(tǒng)工業(yè)鏡頭視差而設(shè)計(jì)，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變化，即不會產(chǎn)生近大遠(yuǎn)小的情況，這對被測物體不在同一物面上的情況是非常重要的應(yīng)用。而普通工業(yè)鏡頭在拍攝時(shí)，被測物體（或CCD芯片）離鏡頭距離的遠(yuǎn)近不一致，會造成放大倍率不一樣，目標(biāo)物體離鏡頭越近(工作距離越短)，所成的像就越大。在使用普通鏡頭進(jìn)行測量時(shí)，會存在如下問題：

1.由于被測物體不在同一個(gè)測量平面，而造成放大倍率的不同；

2.鏡頭畸變大；

3.視差，也就是當(dāng)物距變大時(shí)，對物體的放大倍數(shù)也改變；

4.鏡頭的解析度不高；

5.由于視覺光源的幾何特性，而造成的圖像邊緣位置的不確定性。

遠(yuǎn)心鏡頭可以有效解決普通工業(yè)鏡頭存在的上述問題，而且沒有此性質(zhì)的判讀誤差，因此可用在高精度測量、度量計(jì)量等方面。無論何處，在特定的工作距離，重新調(diào)焦后會有相同的放大倍率，因?yàn)檫h(yuǎn)心鏡頭的最大視場范圍直接與鏡頭的光欄接近程度有關(guān)，鏡頭尺寸越大，需要的視場就越大。遠(yuǎn)心鏡頭是一種高端的工業(yè)鏡頭，像質(zhì)出眾，畸變小，特別適合于尺寸測量的應(yīng)用，可配合軟件進(jìn)行精密測量。

 

一、遠(yuǎn)心鏡頭與普通工業(yè)鏡頭拍攝小孔對比

 

                               圖1

 

                               圖2

在相同的拍攝條件下，圖1為普通連續(xù)變倍工業(yè)鏡頭拍攝。由于普通鏡頭存在的視覺聚焦誤差，小孔內(nèi)壁易產(chǎn)生陰影，對于提取小孔內(nèi)邊緣造成影響，圖像精度不高。

圖2用連續(xù)變倍遠(yuǎn)心鏡頭拍攝，因?yàn)檫h(yuǎn)心鏡頭特有的平行光特性，可以確保拍攝出的小孔輪廓清晰，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，不需要對圖像做過多校正。

對比可見遠(yuǎn)心鏡頭比普通工業(yè)鏡頭更適合檢測有厚度小孔的孔徑，以及對邊緣提取要求高的測量應(yīng)用行業(yè)。

 

二、遠(yuǎn)心鏡頭與普通工業(yè)鏡頭拍攝齒輪對比

 

                               圖3

 

                                圖4

由于普通工業(yè)鏡頭的入光和成像光線不是平行光設(shè)計(jì)，存在視覺誤差。圖3由普通工業(yè)鏡頭拍攝出來的圖片，齒輪圓孔的內(nèi)壁可見，整個(gè)齒輪沿著中心凸起，孔徑和外邊沿?cái)?shù)據(jù)不真實(shí)，不易判讀邊緣，需要很復(fù)雜的算法校正。

遠(yuǎn)心鏡頭的光路是平行光設(shè)計(jì)，從圖4可以看出，用遠(yuǎn)心鏡頭拍攝齒輪，齒輪的圓孔內(nèi)邊緣和外齒輪邊緣輪廓清晰，孔徑數(shù)據(jù)真實(shí)，不存在孔內(nèi)壁可見和外壁畸變的現(xiàn)象，無需對圖像校正。

 

三、遠(yuǎn)心鏡頭和普通工業(yè)鏡頭拍攝模具對比

 

                               圖5

 

                                 圖6

圖5，用普通的鏡頭拍攝，由于視覺誤差和聚焦不準(zhǔn)，所以在拍攝塑膠模具的透氣孔時(shí)（紅圈圈定），出現(xiàn)內(nèi)壁可見，邊緣提取不清晰，有陰影的現(xiàn)象，對識別造成影響，數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。

圖6，用遠(yuǎn)心鏡頭拍攝，由于遠(yuǎn)心鏡頭具有平行光的遠(yuǎn)心特性，不存在視覺誤差，所以在拍攝塑膠模具的透氣孔時(shí)（紅圈圈定），內(nèi)壁邊緣清晰，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。拍攝圓孔（綠色）時(shí)，孔邊緣清晰，易于檢測到毛刺，以及檢測孔徑大小等。