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        景深在實際測量中的應用

        • 來源:光虎

        景深是光學系統中很重要的一項參數,其表現在實際測量物體時,盡管物體不在同一位置,高度有一定的落差時,仍能準確測量出待測物體的各種參數。但是,這必須規定物體在一定范圍內移動,光圈、焦距、工作距離都是影響景深的重要因素。

        一、景深與分辨率的關系

        景深分辨率的關系前,先談一下有效F數與分辨率的關系,首先先通過公式(1

        得到鏡頭的最小分辨率角,其亮斑尺寸
        這就意味著有效F數越大分辨率越低,有效F數越小分辨率越高。之后我們再通過景深的計算公式可以得出景深與有效F數之間的光系
        實際應用中,景深可分為前景深和后景深,計算公式如下:

        根據景深公式我們可以推斷出,景深與有效F數、焦距、工作距離都有關系。在工作距離和焦距相同的情況下F數越小,景深越小,分辨率越高。F數越大,景深越大,分辨率越低。


        以上所提到的景深與分辨率的關系是由其物理因素所決定的,是不可調和的,所以我們參考前文“如何根據分辨率選擇遠心鏡頭”的同時還要考慮對景深的要求。光虎視覺充分考慮客戶需求,同類型雙遠心鏡頭提供高分辨率和大景深兩版標準產品,例如TTL18.5系列的大視野高分辨率產品TTL18.5-105-160C和大視野大景深產品TTL18.5-105-160C-D。不同的景深對應不同的需求,同時光虎視覺可根據客戶需求定制符合其要求的分辨率及對應的景深大小。


        二、景深的實際應用

        為了讓大家更加直觀的體會到景深的應用,下面會用到兩個案例。

        案例1:

        測量外徑大小為40內徑大小為35高度為10mm的隔環,其外觀如圖3所示。


        我們根據其外觀尺寸分別采用高分辨率TTL11.5-45-120C和大景深TTL11.5-45-120C-D兩款雙遠心鏡頭進行測量,如圖4.1和圖4.2:

        由于TTL11.5-45-120C景深標準值為8.54mm所以測量過程中邊緣效果弱于TTL11.5-45-120C-D,后者景深為19.6mm。在雙遠心鏡頭的使用過程中,使用者可以通過微調鏡頭的工作距離來找到鏡頭的最佳成像點;或者可以微調鏡頭與相機傳感器之間的距離,從而獲得想要的圖像效果。顯然,更大景深范圍的雙遠心鏡頭對于高度差較大物體測量容錯率更低,更便于調節。

        案例2:

        分別為兩種不同尺寸機械件,其實物和規格如圖5所示。