影像自動對焦:真正決定對焦精度的因素

自動對焦精度是光學測量中常被誤解的話題之一，而且有充分的理由是它確實非常復雜。在這篇文章中，我們將看看影像自動對焦是如何工作的，以及是什么決定了它的準確性。好的焦距對于光學測量是至關重要的。因為測量的是一個零件的圖像，而不是零件本身，所以好的焦距對于好的結果是至關重要的。

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

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

一個對象在一定范圍內(nèi)的任何地方都在焦距范圍。這個范圍就是我們的光學“景深"。“有一件事是眼睛不能做的，那就是測量尺寸。當談到測量時，“合適焦距"是指光學產(chǎn)生精確尺寸圖像的距離。這個距離稱為物體共軛距離，或者更常見的焦距。就像眼睛一樣，光學測量系統(tǒng)的焦距實際上是一個范圍，因為圖像會在多個位置看起來處于良好的焦距。這個范圍是光學景深(DOF)，通常被有意地縮小以確保精確聚焦。景深是由光學設計的數(shù)值孔徑(N.A.)決定的。

景深是由光學設計的數(shù)值孔徑(N.A.)決定的，QVI®SNAP™和CC-V測量系統(tǒng)采用低N.A.設計，以實現(xiàn)較長的景深，從而最小化對焦需求。其他光學設計，例如上面的相機，使用高N.A.來創(chuàng)建一個相對淺的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.的一個例子，在光學測量系統(tǒng)中，大的景深是圍繞測量系統(tǒng)于典型測量應用而設計的。景深、工作距離、放大范圍與零件尺寸、特征尺寸匹配，便于測量。放大倍數(shù)和景深并不是成正比的，但是一般來說，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。這些元素的選擇會影響景深。對于Zoom 65系統(tǒng)，根據(jù)光學設置的不同，其最高放大率的景深范圍大約在50至100微米之間。