影像自動(dòng)對(duì)焦:真正決定對(duì)焦精度的因素

自動(dòng)對(duì)焦精度是光學(xué)測(cè)量中常被誤解的話題之一，而且有充分的理由是它確實(shí)非常復(fù)雜。在這篇文章中，我們將看看影像自動(dòng)對(duì)焦是如何工作的，以及是什么決定了它的準(zhǔn)確性。好的焦距對(duì)于光學(xué)測(cè)量是至關(guān)重要的。因?yàn)闇y(cè)量的是一個(gè)零件的圖像，而不是零件本身，所以好的焦距對(duì)于好的結(jié)果是至關(guān)重要的。

首先，讓我們看看光學(xué)聚焦是如何工作的。要理解焦點(diǎn)，先從我們都很熟悉的光學(xué)系統(tǒng)開始——人的眼睛。

眼睛是一種多用途的光學(xué)系統(tǒng)，可以使物體在遠(yuǎn)距離保持良好的聚焦。遠(yuǎn)處的路標(biāo)在100碼或更遠(yuǎn)的地方就能很好地聚焦。當(dāng)我們近距離拿報(bào)紙時(shí)，報(bào)紙就能聚焦，但不要太近——通常是10英寸遠(yuǎn)。在這兩種情況下，圖像的清晰度是物體離鏡頭有多遠(yuǎn)的函數(shù)。

一個(gè)對(duì)象在一定范圍內(nèi)的任何地方都在焦距范圍。這個(gè)范圍就是我們的光學(xué)“景深”?！坝幸患率茄劬Σ荒茏龅?，那就是測(cè)量尺寸。當(dāng)談到測(cè)量時(shí)，“合適焦距”是指光學(xué)產(chǎn)生精確尺寸圖像的距離。這個(gè)距離稱為物體共軛距離，或者更常見的焦距。就像眼睛一樣，光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)的焦距實(shí)際上是一個(gè)范圍，因?yàn)閳D像會(huì)在多個(gè)位置看起來(lái)處于良好的焦距。這個(gè)范圍是光學(xué)景深(DOF)，通常被有意地縮小以確保精確聚焦。景深是由光學(xué)設(shè)計(jì)的數(shù)值孔徑(N.A.)決定的。

景深是由光學(xué)設(shè)計(jì)的數(shù)值孔徑(N.A.)決定的，QVI®SNAP™和CC-V測(cè)量系統(tǒng)采用低N.A.設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)較長(zhǎng)的景深，從而最小化對(duì)焦需求。其他光學(xué)設(shè)計(jì)，例如上面的相機(jī)，使用高N.A.來(lái)創(chuàng)建一個(gè)相對(duì)淺的DOF，這樣只有感興趣的零件特征在焦距上。共焦顯微鏡是超高N.A.的一個(gè)例子，在光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)中，大的景深是圍繞測(cè)量系統(tǒng)于典型測(cè)量應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。景深、工作距離、放大范圍與零件尺寸、特征尺寸匹配，便于測(cè)量。放大倍數(shù)和景深并不是成正比的，但是一般來(lái)說(shuō)，放大倍數(shù)越高，景深越短，這就是為什么我們建議使用系統(tǒng)上可用的最高放大倍數(shù)進(jìn)行聚焦。

許多變焦鏡頭系統(tǒng)，包括用于StarLite™和SprintMVP™系統(tǒng)的QVI®zoom 65系統(tǒng)，都提供背鏡管、替代鏡頭和附加鏡頭的選擇。這些元素的選擇會(huì)影響景深。對(duì)于Zoom 65系統(tǒng)，根據(jù)光學(xué)設(shè)置的不同，其最高放大率的景深范圍大約在50至100微米之間。