遠心鏡頭的景深更大,如果要看有高低差物體,就選遠心好了!
這話對嗎?只對了后半句,看高低差物體,用遠心鏡頭沒錯,但絕不是因為景深大。
其中分子是有效光圈數(Fno)以及容許的彌散圓大小(PCoC,通常目錄定義為0.04mm,客戶根據自己的需要改變該數值大小),而分母則是光學放大倍率的平方(β²)。從公式來看,其中並沒有提到是否需要遠心(遠心度的參數)。
我們再來看下斜尺實拍圖,用0.5x遠心鏡頭MML05-HR65D,和一個非遠心微距鏡頭ML-MC35HR(調整至0.5x,工作距離70mm,調整F數和對比的遠心鏡頭相同),這時候,我們排除了倍率和光圈的變量來對比,可以看出能看清的深度基本一致,可以說景深並沒有受到是否是遠心的影響。
到這里,“遠心鏡頭景深更大”的流言就不攻自破了。
至於為什么會有這種說法,我們看到遠心鏡頭的圖片中,從頭到尾的刻度間隔非常一致(即使兩邊很模糊,但刻線中心位置之間的距離也是一致的);而非遠心鏡頭圖片中,兩側的刻線間距明顯不同,甚至數字“2”和“4”的大小都明顯不同。就是說,在不同的高度,鏡頭的倍率變得不相同。相信提出這個說法的人,當時想要精准的看不同高度的物體,並做精確的測量,而他又發現只有遠心鏡頭能做到這一點。顯然,他也混淆了“景深”和“遠心度”的概念。遠心鏡頭解決的是近大遠小(或者說是透視誤差)帶來的不同高度的倍率差,而不是景深。
當然類似的說法還有“遠心鏡頭畸變小,所以可以用來測量”。應用測量沒有問題,但實際上,畸變也是和光學設計相關,即使非遠心的CCTV鏡頭,也可以做到0.02%這個級別,只不過,遠心的應用集中於測量及對位,因此在設計遠心鏡頭的時候,我們更注重對畸變的優化。
如下面兩圖對比,左圖我們感覺針腳歪掉,其實並不是因為畸變大,而是由於非遠心鏡頭的透視誤差。針尖處的工作距離近,倍率大,所以之間間距看起來大;而針腳工作距離遠,倍率小,所以間距看起來更小。這和上面斜尺刻度之間的間距對比是類似的。
Tips
要點
1)鏡頭景深大小,和是否是遠心鏡頭無關;
2)景深只和以下參數相關:光學放大倍率,光圈大小,容許彌散圓直徑大小(自行定義);
3)畸變也是和光學設計相關,和是否遠心無關。只是遠心鏡頭的應用決定了,我們必須要把她們的畸變做的很小。
景深,在光學攝影中是一個很重要參數,它的大小決定着清晰圖像范圍。在遠心光學成像中,景深也是一個經常被提及的參數,它的大小取決於鏡頭倍率、光圈數、波長、像素大小、客戶使用的邊緣提取算法靈敏度。對於大多數遠心系列鏡頭,陳述的景深是在光圈數為8的整體景深。景深可用於測量應用,它通常比缺陷檢測景深要大,圖像的對比度必須盡可能高。

由於這個原因,遠心光學系統(BTOS)公司的產品記錄指出,"景深邊界,圖像可仍用於測量,但為了得到一個非常清晰的圖像,應考慮只有一半的名義景深"。景深非常困難用參數來定義:它取決於倍率、光圈數、波長、像素大小、客戶使用的邊緣提取算法的靈敏度。由於這個原因:沒有客觀的,也沒有標准的方式來定義它:這是一個主觀參數。
一個簡單的法則,快速計算景深的方法如下:
景深 = (工作光圈數 * 像素大小 * 應用程序特定參數) / (放大倍率 * M放大倍率)
M = 放大倍率
WFN = 工作光圈數
P = 像素大小(微米)
K = 應用程序特定參數
應用程序特定參數取決於應用的類型。對於遠心測量應用來說一個合理的應用程序特定參數值是0.015,而缺陷檢測應用程序特定參數應設置約0.008 。對於一定的放大倍率和工作光圈數,因為雙面聚焦遠心,我們鏡頭的景深是更好的
下面我們以計算雙遠心鏡頭2364景深為例子,來說明遠心鏡頭景深計算公式:
以下為雙遠心鏡頭2364產品目錄數據:
M=放大倍率=0.38
P=像素大小=4.4um (根據你所采用相機而定)
K=0.015(應用程序特定參數)
F/N = 光圈數=8
WFN=工作光圈數== (1+放大倍率)*焦距比數 = (1+ 0.138)*8 = 9.104
景深=(工作光圈數*像素大小*應用程序特定參數)/(放大倍率*放大倍率)= (9.104 * 4,4 * 0,015) / (0.138 * 0.138) = 31.55 mm
然而雙遠心鏡頭產品目錄上的景深數據為35mm。
正如您所看到的,用公式得出的數據與我們實際產品冊上面的數據略微有所不同,實際上我給到您的公式只是計算數據的一種方法(許多實際上的數據應用是無法依照公式來判斷的).景深其實並不困難,所以如果您願意的話,你們可以自己測量一下。
測量鏡頭的景深的方法如下:
1) 把您的鏡頭與被測物的工作距離調到正確的位置;
2) 一旦您的畫面對焦,使用軟件測量你的物體;
3) 現在移動物體使之接近鏡頭然后遠離鏡頭,看您的軟件測量的結果;
4) 你可以看到你的成像畫面在允許范圍里是不會改變的,這個范圍就是我們所謂的景深范
