【高斯摩分享】什么是遠心鏡頭？

遠心鏡頭是主光線與光軸平行的鏡頭。通過使用該鏡頭進行拍攝，您可以拍攝無視角且不會因視差而產生誤差的圖像。

可以以恒定的倍率掃描不平整或有深度的物體，適合精密加工。此外，由于它可以創建沒有三維效果的圖像，因此圖像的中心或邊緣不會變形，

可用于檢查玻璃等易反射光的物體上的微小劃痕和灰塵表面。

遠心鏡頭的應用

遠心鏡頭用于多種應用。例如，三維物體的檢查。如果您使用普通鏡頭拍攝三維零件（例如大頭針），則圖像的中心和邊緣看起來會有所不同。這是因為物體因視差而扭曲。然而，通過使用遠心鏡頭，可以讀取沒有失真的準確圖像。它還用于檢查碎片和劃痕。它不僅可以防止您因視差而錯過某些東西，而且還可以更輕松地發現污垢和劃痕。通過使用遠心鏡頭，可以將光的反射率讀取為對比度差異，從而可以檢測微小的灰塵和劃痕。

遠心鏡頭原理

遠心鏡頭的特點是主光線與光軸平行，但根據鏡頭的使用方式，可分為三種主要類型。

物側遠心鏡頭

透鏡放置在物側，主光線僅在物側平行。即使物體來回移動，您也可以在不改變其尺寸的情況下精確測量物體。這是一種可以設置為相對較小尺寸的類型。

像側遠心鏡頭

透鏡放置在像側，主光線僅在像側平行。當物體前后移動時，圖像的大小和尺寸會發生變化。但優點是像平面上亮度均勻。

雙邊遠心鏡頭

使用兩個透鏡，主光線在物側和像側均平行。即使物體前后移動，也可以在不改變物體尺寸的情況下精確測量物體，并且比物側遠心鏡頭具有更高的精度。但缺點是體積較大，成本較高。

遠心鏡頭的缺點

遠心鏡頭的缺點是鏡頭可能具有較大的光圈。由于僅對垂直入射到 CCD/CMOS 元件表面的光線進行成像，因此適合系統的透鏡直徑取決于元件尺寸。

另外，如果要成像的物體較小，則可以將鏡頭直徑做得更小，但隨著物體尺寸的增大，鏡頭直徑必須變大。因此，在空間有限的區域很難使用遠心鏡頭。

此外，它也不適合使用雙目視差對相機進行剛體變換的系統（例如 VR 或 AR）。原因是深度信息丟失。由于僅提取平行光，因此后面的物體和前景中的物體會以相同的放大倍數捕獲為圖像。

這使得它不適合 3D 剛體變換。優點也可能是缺點，具體取決于你如何使用它們，所以你需要小心。

遠心鏡頭的校準

這里需要注意的一件事是遠心鏡頭并不是理想的鏡頭。

我只是說條件接近理想，因為與普通鏡頭相比，可以減少由視角引起的誤差。例如，當關注畸變時，很難一概而論，因為它取決于鏡頭，但通常會出現±0.5%的光學畸變。

當然，畸變程度仍然低于普通鏡頭。對于普通鏡頭，差異大約超過±20%。當關注失真時，性能差異是顯而易見的。

再次請記住，遠心鏡頭并不能消除畸變。當然，如果±0.5%的誤差不影響性能，則不需要畸變校正，并且它是該系統的理想鏡頭。

但是，如果這影響性能，則需要軟件或硬件失真校正，就像普通鏡頭一樣。