江苏工业镜头特点 江苏机器视觉镜头常见像差有哪些？

江苏机器视觉镜头常见像差有哪些？

像差是影响图像质量的重要因素，不同机器视觉镜头成像质量也是不尽相同的，即使是使用同一类型的工业镜头，也因为加工精细度、镜片结构和材质的关系，使得所获取的图像质量有所变化。正因如此工业镜头的价格也有百元到万元之间的差距。我们在进行工业镜头选择的时候，首先要考虑的就是像差，它是影响成像质量的重要因素，常见的机器视觉镜头像差有以下六种：

1.球差

由主轴上某一物点向光学系统发出的单色圆锥形光束，经该光学系列折射后，若原光束不同孔径角的各光线，不能交于主轴上的同一位置，以至在主轴上的理想像平面处，形成一弥散光斑(俗称模糊圈)，则此光学系统的成像误差称为球差。

2.慧差

由位于主轴外的某一轴外物点，向光学系统发出的单色圆锥形光束，经该光学系列折射后，若在理想像平面处不能结成清晰点，而是结成拖着明亮尾巴的慧星形光斑，则此光学系统的成像误差称为慧差。

3.像散

由位于主轴外的某一轴外物点，向光学系统发出的斜射单色圆锥形光束，经该光学系列折射后，不能结成一个清晰像点，而只能结成一弥散光斑，则此光学系统的成像误差称为像散。

4.场曲

垂直于主轴的平面物体经光学系统所结成的清晰影像，若不在一垂直于主轴的像平面内，而在一以主轴为对称的弯曲表面上，即最佳像面为一曲面，则此光学系统的成像误差称为场曲。当调焦至画面中央处的影像清晰时，画面四周的影像模糊;而当调焦至画面四周处的影像清晰时，画面中央处的影像又开始模糊。

5.畸变

被摄物平面内的主轴外直线，经光学系统成像后变为曲线，则此光学系统的成像误差称为畸变。畸变像差只影响影像的几何形状，而不影响影像的清晰度。这是畸变与球差、慧差、像散、场曲之间的根本区别。

6.色差

由白色物体向光学系统发出一束白光，经光学系统折射后，各色光不能会聚于一点上，而形成一彩色像斑，称为色差。色差产生的原因是同一光学玻璃对不同波长的光线的折射率不同，短波光折射率大，长波光折射率小。

四元数致力于运动控制、图像与视觉传感等工业自动化技术的研发和应用，产品广泛应用于印刷设备、模切设备、贴合设备、多轴数控设备、机械手、电子加工和检测设备、激光加工设备、抛光机械生产自动化等工业控制领域。

专精特新·绝活丨从“炸裂”到“超光滑”！激光镜头如何“炼成”→

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南京波长光电是一家以生产激光光学镜头为特色的专精特新小巨人企业，企业掌握多项自主研发的核心技术，是国内精密光学元件、组件行业的重要成员。但企业成长之路并非一帆风顺。首席工程师王国力对4年前的那一通客户电话记忆犹新，6层扫描镜头在做测试时，竟然被激光击穿了。

江苏南京波长光电科技股份有限公司总工程师 王国力： 当时我们就傻眼了，我们还比较茫然，怎么会出现这个问题？

王国力立即找到技术工程师张浩文，紧急排查故障原因。

江苏南京波长光电科技股份有限公司技术经理 张浩文： 焦点靠着表面非常近，还有烧坏膜系的可能，膜系烧坏之后造成吸收急剧上升，可能会击穿镜头。

江苏南京波长光电科技股份有限公司总工程师 王国力： 激光器以前是纳秒，现在到了皮秒、飞秒级。呈数量级的变化以后，能量也是瞬时放大十倍、几十倍、几百倍、几千倍，能量越来越高，表面有一个瑕疵，很快就能把镜头打裂。

在工业领域，激光被称为“最快的刀、最准的尺”。面对激光切削如泥的“威力”，激光扫描镜头要想在激光穿过时毫发无损，就必须达到工程师口中反复强调的“高透光”和“超光滑”。

江苏南京波长光电科技股份有限公司技术经理 张浩文： 超光滑的概念通常是3个埃以下的表面粗糙度，大概0.3纳米，如果镜片不做超光滑的加工，可能带来一些镜片表面的破坏。

一根头发丝的直径约5万纳米，而能承受激光巨大威力的镜头表面，粗糙度需要达到0.3纳米，仅为头发丝直径的百万分之六。找到原因，产品很快得到了改进。改良过程中，类似的波折，常常出现。工程师张浩文至今记得，每次到客户企业做检测时的紧张心情。

江苏南京波长光电科技股份有限公司技术经理 张浩文： 自己一个人过去躺在酒店有时候晚上做梦都梦见在测，一旦测试通过一瞬间心情是非常轻松的，就说明我们的方向是对的，后续在细节上处理得更好，品质再上升一个台阶。

本期专精特新·绝活： 没有最光滑，只有更光滑。与微观下的精益求精为友，与纳米级的粗糙不平为敌，是这家激光光学镜头企业独闯市场的立身之本。

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编辑：张娅芳

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