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影像自動對焦:真正決定對焦精度的因素

閱讀:1186        發(fā)布時間:2022/3/31
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自動對焦精度是光學(xué)測量中常被誤解的話題之一,而且有充分的理由是它確實非常復(fù)雜。在這篇文章中,我們將看看影像自動對焦是如何工作的,以及是什么決定了它的準(zhǔn)確性。好的焦距對于光學(xué)測量是至關(guān)重要的。因為測量的是一個零件的圖像,而不是零件本身,所以好的焦距對于好的結(jié)果是至關(guān)重要的。

 

首先,讓我們看看光學(xué)聚焦是如何工作的。要理解焦點,先從我們都很熟悉的光學(xué)系統(tǒng)開始——人的眼睛。

 

眼睛是一種多用途的光學(xué)系統(tǒng),可以使物體在遠距離保持良好的聚焦。遠處的路標(biāo)在100碼或更遠的地方就能很好地聚焦。當(dāng)我們近距離拿報紙時,報紙就能聚焦,但不要太近——通常是10英寸遠。在這兩種情況下,圖像的清晰度是物體離鏡頭有多遠的函數(shù)。

 

一個對象在一定范圍內(nèi)的任何地方都在焦距范圍。這個范圍就是我們的光學(xué)“景深"。“有一件事是眼睛不能做的,那就是測量尺寸。當(dāng)談到測量時,“合適焦距"是指光學(xué)產(chǎn)生精確尺寸圖像的距離。這個距離稱為物體共軛距離,或者更常見的焦距。就像眼睛一樣,光學(xué)測量系統(tǒng)的焦距實際上是一個范圍,因為圖像會在多個位置看起來處于良好的焦距。這個范圍是光學(xué)景深(DOF),通常被有意地縮小以確保精確聚焦。景深是由光學(xué)設(shè)計的數(shù)值孔徑(N.A.)決定的。

 

景深是由光學(xué)設(shè)計的數(shù)值孔徑(N.A.)決定的,QVI®SNAP™和CC-V測量系統(tǒng)采用低N.A.設(shè)計,以實現(xiàn)較長的景深,從而最小化對焦需求。其他光學(xué)設(shè)計,例如上面的相機,使用高N.A.來創(chuàng)建一個相對淺的DOF,這樣只有感興趣的零件特征在焦距上。共焦顯微鏡是超高N.A.的一個例子,在光學(xué)測量系統(tǒng)中,大的景深是圍繞測量系統(tǒng)于典型測量應(yīng)用而設(shè)計的。景深、工作距離、放大范圍與零件尺寸、特征尺寸匹配,便于測量。放大倍數(shù)和景深并不是成正比的,但是一般來說,放大倍數(shù)越高,景深越短,這就是為什么我們建議使用系統(tǒng)上可用的最高放大倍數(shù)進行聚焦。

 

許多變焦鏡頭系統(tǒng),包括用于StarLite™和SprintMVP™系統(tǒng)的QVI®zoom 65系統(tǒng),都提供背鏡管、替代鏡頭和附加鏡頭的選擇。這些元素的選擇會影響景深。對于Zoom 65系統(tǒng),根據(jù)光學(xué)設(shè)置的不同,其最高放大率的景深范圍大約在50至100微米之間。


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