畸变
畸变(distortion)也称为失真,是由于光阑球差的影响,不同视场的主光线通过光学系统后与像面的交点高度不等于理想像高,两者之差就是畸变。因此畸变只改变轴外物点在理想面上的成像位置,使像的形状产生失真,但不影响像的清晰度。
畸变有正负之分。如图a所示,一垂直于光轴的正方形平面物体,当镜头具有正畸变时,如图b所示,称为枕型畸变;当镜头具有负畸变时,如图c所示,称为桶型畸变。

畸变通常有两种计算方法:光学畸变(Opticaldistortion)和TV失真(TV distortion). 如图所示,其计算方法为:
工程师非常关心的一个问题是:如何利用镜头畸变的参数来计算测量误差?在此举例说明。
若相机芯片为2/3’(对角线为11mm,像元尺寸为3.45um), 某镜头光学畸变率为dist=0.05%, 有y=5.5mm, 则Δy=dist*y/100=0.05%x5.5mm/100=2.75µm. 故此畸变导致像发生了2.75µm的偏移,小于一个像素。
MTF
在理解MTF前,请先理解以下两个概念:
1.分辨率(空间频率)——前期我们已经介绍了分辨率,这里,我们用线对/毫米(lp/mm)来表示。如下图1——

2.对比度——在数学上,对比度是一个归一化的值,如以下公式:
在一个黑白线对中,我们认为白线强度为*大值1,黑线强度为*小值0,这样算来,理想黑白线对的对比度为1,对比度下降,我们实际观察到的图像就会越模糊。
MTF是用空间频率和对比度来定义的,它表征了光学系统传递对比度的能力。或者说,它将空间频率和对比度合成了一个参数。
如下图2,可以看出空间频率变高时,对比度会下降。

进入镜头成像前后的实测对比如下图3,从该图也可以看出像方反映出物体对比度的真实性。

从下图4可以看出——当物方线对数(横坐标,即空间频率)增加,对比度(纵坐标)传递的效率越低,从而表现出MTF下降。

下图5是一个具体的MTF曲线图,不同颜色代表中心及周边不同的视场(或称像圈大小),每种颜色会有两条曲线,分别代表子午像(T)和弧矢像(S)。不难看出,MTF曲线与横、纵坐标围成的面积越大,代表镜头成像性能越好;不同颜色曲线越接近,代表视场中心和周边成像一致性越好;S与T越接近,代表不同方向的成像越一致。

远心镜头及一键闪测机
当人眼观察同一个物体,近距离时,感觉物体比较大,远距离时,感觉物体比较远,这钟现象叫做透视误差。普通镜头也存在这个现象,但当测量应用时,透视误差会带来测量误差,因此通常需要用远心镜头来消除透视误差。
怡信新一代一键闪测机,通过远心光学系统、高速信号采集处理、高精度图像处理算法,智能化UI软件设计等技术,实现了对物体二维尺寸的快速成像测量。有效地解决了一次成像范围与测量精度的矛盾,大幅度提高了检测效率和测量精度,消除了人为误差,人员操作简便,实现了精密测量的自动化和智能化。
点、线、圆等测量元素的智能组合,可灵活调用修改,减少规划工作量;测量数据可实时SPC统计分析,并以Excel、PDF、Word、图片等格式保存;可智能识别被测产品并自动调用检测档案,无需人工搜索选择,快速切换产品;特定要素测量工具可制定,CAD交互、轮廓比对等功能可制定。