镜头

如何精准快速地选择远心镜头内同轴光源和外同轴光源?

机器视觉领域,成像硬件的选择直接影响成像质量,而镜头与光源的搭配更是关键中的关键。许多工程师在实际项目中常面临一个难题:远心镜头内同轴光源和外同轴光源到底如何选择? 今天我们将从原理、效果、适用场景,为你对比两种方案,希望能助力你精准快速地做出决策。内同轴照明· 工作原理通过严格共轴设计,使光源、被测物体和相机光路三者共轭的科勒照明结构,通常通过光纤导光或点光接入镜头内部的镜组,将光线垂直投射到物体表面,如下图所示。· 成像效果特点对比度拉满:垂直入射的光线减少镜面反射,特别适合高反光物体。分辨率天花板:光路短且无额外光学元件干扰,高倍镜头的解析力得以最大化。 光强均匀分布: 严格的共轴设计,配合扩散片、光纤匀化、离焦调整等方法确保被测区域光强分布一致。  抗干扰王者:封闭光路隔绝环境光,适合洁净车间或强光干扰环境。紧凑性: 模块化设计,适应狭小空间。· 局限性灵活性差:共轭封闭光路,难以搭配其他外部光源同时使用。内部反射:低倍远心镜头内置同轴照明会有热点现象产生。(相关链接:机器视觉光学基础概念-眩光、鬼影、热点) 外同轴照明· 工作原理外同轴光源与镜头相机分离,通过外部反射镜(如棱镜或半透半反镜)将光线反射至物体表面,形成共轴光路。如如下图所示。· 成像效果特点灵活适配复杂场景:光源位置可调,照明区域大,可搭配其他光源多角度照明。 成像均匀:外同轴光源直接照射到被测物体表面,减少光线在镜头内部的多次反射,在搭配低倍镜头时无热点现象、成像均匀性更好。 · 局限性像差风险: 外部棱镜可能引入像差,需选用高精度光学元件。 对比衰减: 多次反射导致光强下降,半透半反棱镜导致对比度下降。 结构臃肿: 光源体积较大,空间占用率高。  实际成像对比· 1.5X远心镜头 内同轴                               外同轴分辨率测试板 晶圆· 0.5X远心镜头 内同轴                               外同轴手机后盖 锂电池极片选型关键因素· 物体特性高反光(晶圆、FPC等)→ 内同轴、漫反射(塑料、印刷等)→ 外同轴。· 镜头倍率高倍镜头(≥1X) → 内同轴、低倍镜头(≤1X) → 外同轴。· 系统对比空间狭小 → 内同轴、空间足够 → 外同轴。Tips结论内同轴与外同轴光源并无绝对优劣,关键在于“场景适配”。 
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