简述光学影像测量仪的光学影像系统原理

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　　影像测量仪是目前最先进的测量工具，它是依托于计算机屏幕测量技术和强大的空间几何运算软件而存在的。影像测量仪又分全自动影像测量仪(又名CNC影像仪)与手动影像测量仪两种。其拥有编辑、绘图、影像显示等功能，系统操作简易灵活。适合行业二维抄数、绘图、工程开发、各种精密电子、模具、五金塑胶、PCB板、导电橡胶、螺丝、冲压件、手表、手机等测量需要。那么为什么影像测量仪的检测功能如些强大呢?其实这些只要看光学影像测量仪的光学影像系统原理怎么样事情就可以清楚明了了。下面就来详细分析下光学测量仪的测量系统的工作原理：
　　光学影像测量是目前较为先进的精密高效测量方法之一，其工作原理为:被测工件(置于工作台上)由LED表面光或轮廓光(在底座内)照明后，经变焦距物镜彩色CCD摄影机罩壳内摄取影像，再通过S端子传送至计算机及显示器上，软件在显示器上产生的视频十字线为基准，对其进行瞄准测量，通过工作台带动光学尺与在X、Y方向上移动，由转接卡至计算机，对测量资料进行处理显示，完成量测工作。而光学测量仪等影像测量仪器的光学成像系统实质上是图像的采集过程，即将被测工件的可视化图像转换成能被计算机处理的一系列数据。作为测量的开始和数据的源头，工件图像的好坏直接关系到后续图像处理和测量的质量高低。因此，影像测量仪在图像照明、图像聚焦、图像输出三个环节进行了严格的质量把关，以确保采集到的图像清晰、轮廓分明，便于后期处理和测量。
　　1、图像聚焦：合理选择镜头、设计成像光路是测量系统的关键技术之一。被测工件在光源的照明下，通过光学透镜将成像光线聚焦到CCD相机的光敏面阵上。测量系统处理的所有图像信息均通过镜头得到，镜头的质量直接影响到测量系统的整体性能。影像测量仪采用的专业镜头具有极高的对比度及分辨率，它不仅能够适应不同倍率的变焦，也可以提供自动或手动对焦，同时还支持模块化选型。镜头性能非常稳定，畸变极小。
　　2、图像输出：CCD相机是一个光电转换器件，它将光学成像系统所形成的光学图像转变成电子信号。对CCD相机除了考察其核心的光电转换器件外，还应考虑成像速度、检测的视野范围、点距精度等因素。影像测量仪配置的CCD相机，主要从分辨率、点距间隔和信噪比等方面进行考察，使得图像清晰，出图快捷，噪声少，利于后续的图像处理。
　　3、图像照明：照明是影响获取图像质量的重要因素，因为它直接影响输入数据的质量和至少30%的应用效果。由于测量对象的差异性，针对每个特定的应用实例，要选择相应的照明装置，以达到最佳效果。在测量工件的不同部位时，也需要选择不同的照明方式。比如测量工件的表面特征时，光学测量仪就需要利用不同角度的表面光照明;测量工件的边缘轮廓尺寸，就需要利用轮廓光源照明。通常影像测量仪独有的六环八区照明光源摒弃了机器视觉中单光源单用途的设计特点，将环形表面光源划分为48个弧形单元，可以针对不同的被测工件实现灵活的照明方案。这样的设计方式可以避免更换测量对象后需要重新设计照明光源的成本。
　　光学影像测量仪使用本身的硬件(CCD，目镜，物镜数据线)将所能捕捉到的图象通过数据线传输到电脑的数据采集卡中，之后由软件在电脑显示器上成像，由操作员用鼠标在电脑上进行快速的测量。以上的工序基本在几万分之一秒完成，所以可以把他看作是实时检测设备，或者狭隘一点可以称为动态测量设备。如果配置合乎要求，设备绝对不会产生图象滞后现象。因工件大小而议，工作台可以选择不同行程。光源亮度可调，可以在各种光线条件下选择最合适的光源亮度。
　　现代光学技术在科研、国防、工业、农业、能源等方面越来越突显其重要性，光学显示、光信息记录与存储、光通信已成为现代高科技产业的重要支柱之一，而在光学及光电子技术发展和应用中，精密光学仪器与系统是最重要的组成部分。各类光学仪器的设计与制造，新型光学系统的研究应用、测试评价方法，光学系统产品质量标准语控制等都需要使用高质量的精密光学器件，从而生产出新型的光学系统以满足国民经济各方面应用的需要。