工业镜头色像差江苏机器视觉镜头常见像差有哪些？|上海羊羽卓进出口贸易有限公司

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。

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【视觉知识】初级像差之色差

初级像差之色差

什么是色差？

用白光进行成像时，除了每种单色光仍会产生五种单色像差外，还会因不同色光有不同折射率造成的色散，而使不同的色光有不同的传播光路，从而呈现出因不同色光的光路差别而引起的像差，称之为色像差（简称色差）。

同一场景两张不同镜头拍出来的照片比较：上方的照片来自更高质量的镜头，下方照片则出现了明显的色差，特别是房顶右侧的部分出现了明显的紫色边缘。

色差的分类

色差可以是纵向的，由于不同波长的色光和焦距不同，从而它们各自聚焦在距离透镜远近不同的点上；色差也可以是横向或平行排列的，由于透镜的放大倍数也与折射率有关，此时它们会各自聚焦在焦平面上不同的位置。因此色差因性质不同而分为位置色差（又称轴向色差）和倍率色差（又称垂轴色差）两种。

2.1 位置色差

定义指的是光轴上的位置，因波长不同产生的颜色有不同焦点的现象，由于不同色光焦距不同，物点不能很好的聚焦成一个完美像点，所以成模糊像。

图片上半部分出现了绿色色差，靠近相机的下半部分出现了紫色色差。

举例：2.1.1正透镜位置色差

2.1.2负透镜位置色差

当光学系统的光学结构是未知时，如要设计一个摄影镜头，因初级位置色差与光学系统结构之间的关系表现得不明显，不能用上述方法直接求得满足一定色差要求的光学系统的初始解。在此种情况下，需把色差表示成每一透镜的分布之和。当把透镜厚度略去，所得到薄透镜系统的色差分布，其形式是非常简单的。

从推得的结果知道，初级位置色差决定于透镜的光焦度和制造透镜所用玻璃的光学特性。在光焦度一定时，玻璃的阿贝常数愈大，色差愈小；通常情况下，正透镜产生负色差，负透镜产生正色差。因此，消色差的光学系统通常都是由正负透镜组成，以使它们的色差互相补偿。每块透镜对色差的贡献除与光焦度和阿贝常数有关外，还跟透镜在光路中的位置，即光线的入射高度有关。

2.2倍率色差

倍率色差是一种因不同色光成像的高度（也即倍率）不同而造成的像大小差异的色差。它是以两种色光（此即F光和C光）的主光线在高斯像面上的交点高度之差来度量，以符号表示之。如图2.2。