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案例篇 | 小视野大景深测量应用

2021-12-17 16:33| 发布者:optkt| 查看:937| 评论:0|原作者: 茉丽特

摘要:本文介绍了小视野大景深测量应用中如何选择合适的机器视觉镜头,特别是远心镜头和可调光圈镜头的应用场景。以及相关的深孔直径测量、圆柱直径测量技术和茉丽特镜头推荐。
如果你来自于电子行业,是否经常遇到需要测量深孔直径,或测量几个有高低差的小圆柱的直径?是否碰到过由于待测物体小且深,合适倍率的远心镜头景深却不够的困境?今天我们将通过一个案例分析,让大家了解如何通过选择合适的镜头来解决这些问题。


案例:有一外径为3mm,内径为1.5mm的螺丝,如下图红圈所示。实际高度为2mm,需通过测量孔上表面外径,上表面内径,孔内侧底部最下圈螺纹直径,得出三者圆心从而判断同心度。客户期望使用5M, 1/2.5英寸,2.2um像元相机。


?我们该如何选择镜头呢?

01
确定视野,从而确定镜头放大倍率

首先此物体为圆形,故应当用相机芯片短边来计算,1/2.5" 芯片为 5.7mmx 4.3mm;视野短边必须大于3mm,故最接近的倍率为1x。但1x 镜头的景深理论值如下表所示,无法满足景深要求,因此需考虑倍率更低的的镜头,比如0.5x。

02
景深理论值与实际值差异 

我们再回顾下景深的概念(可在后台输入”景深“获取相关信息)。


*景深理论值是假设使用一只分辨能力相当于240对水平线电视机的1/2英寸相机,此时可接受弥散圆为40um。


从之前的文章或视频里,我们可知景深与相机分辨能力相关,即与像元尺寸相关。因此同一只镜头基于当前小像元相机测试出来的实际值会远小于基于0.04mm弥散圆计算出来的实际值。但是习惯性的,机器视觉行业各镜头厂商仍以弥散斑直径=0.04mm来计算景深理论值。


因此对于今天的案例应用而言,由于相机像元极小,只有2.2um,具有3mm景深理论值的茉丽特MML05-HR65D/HR110D无法满足高度为2mm的实际景深需求。因此我们必须考虑MML05-HR65DVI-5M镜头,此镜头景深值为一个范围2.2~9.8mm,因为此镜头为可调光圈镜头。在调整光圈开口从大变小的过程中,景深从小变大,分辨率从高到低,通光量从高到低。因此,客户可以在借测样品时,调节光圈开口大小,方便地得到一个景深和分辨率、通光量都平衡可接受的位置。


Tips



对于此类小视野大景深的测量应用,应选择可调光圈的远心镜头从而获得更大的景深。茉丽特在远心镜头设计时,特意设计了一些可调光圈的镜头,方便大家获得可变的景深。主要包括以下两种类型的镜头:
▶ MML系列远心镜头中,所有型号带“VI"的镜头
▶ MTL系列双侧远心镜头中,所有MTL-35至MTL-80的型号。

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