随着行业快速发展及自动化程度的普及，自动化各环节对一致性及快速组装的要求越来越高。整体产品的组装合格率依托于各零部件的合格率。每个部件的合格率有一个尺寸精度一直是受各生产厂家的极度关注。高精度尺寸测量视觉项目在自动化行业中的占比越来越高，但随着软件技术的突破和广泛应用，高精度尺寸测量应用对整体的硬件成像效果要求也越来越高。机器视觉的发展，软件与硬件相辅相成，软件技术已有大幅提升，相关成像硬件也在跟进提升满足多元化高精度场景的成像需求。

在光学成像中为满足高精度尺寸测量，通常行业内会以绝对精度和重复精度来衡量视觉测量的精度是否可靠。测量过程中对不良品的容忍度越来越小，针对高精度要求的测量需求越来越高。远心镜头在图像采集精度以及成像效果越来越受技术工程师重视。鉴于行业发展需要，结合公司研发多年经验威图AMG系列远心镜头针对高精度尺寸测量行业对远心镜头做出了重点研发及性能优化，结合应用实际需求威图AMG系列双远心可达到测量精度±2um，重复精度±0.3um的高精度数据输出。

威图远心镜头为了满足高精度成像原始图像采集针对以下几点进行了着重优化针对使用过程中出现的一些使用难点进行了技术及工艺升级。

图1 威图AMG系列远心镜头

一．光学性能优化

1. 采用3组多片式可调节式双侧远心光路设计，满足物方和像方输入输出都为高精度平行光路，实现超低光学畸变及远心度。

2. 整套采用LAF系列、ZF系列等高等级高透过率全玻璃镜片，在满足高透过率的前提下确保镜头成像的高解析度。

图2 高等级高透过率全玻璃镜片

3. 极限化的光学性能设计使所有的性能参数都无限接近于衍射极限。

二．机械结构优化     

1. 消光反射纹理

AMG系列远心镜头镜筒内壁根据不同的镜片针对性的设计加工出光学消光纹理，通过镜头内壁机械消光纹理极大的抑制镜头内部的杂散光线，减少内部杂散光线对整体成像光路的干扰。通过消光纹理消除杂光进而提升整体镜头成像对比度。

2. 力学分析   

远心镜头机械件采用一体式紧凑结构材料采用轻量化航空合成材料技术，通过材料本身应力变量来限制整体变形量既保证了远心镜头所需加工精度及强度又大大降低了镜头自身重量，整体产品实现轻量化结构，更助于高速飞拍使用中的低负载需求。

整体结构均单独最力学分析及结构一体化装调工艺。在高速飞拍应用中既能满足高精度尺寸测量 又能满足飞拍轻量化负载。极大缩小远心镜头在飞拍过程中因结构及负载以及加速度对成像精度造成的干扰。

内部固定采取环抱式多牙孔固定，更能保证整体结构的稳定性，且能保证主光轴平行于安装方向。外部安装位结构采用阶梯滑轨结构+多孔位螺牙锁紧方式。更能保证其安装稳定及与起相关组件进行一体式链接。

图3 机构应力分析

3.  机械通光孔径限制

针对不同位置及结合镜片有限通孔孔径内部设置限制性的有效光通光孔径，通过机械的内圆方式限制超出成像光路外的杂散光线。进一步减少杂散光的进入量减少杂光带来的成像干扰。

4. 力学安装固定位置

远心镜头外部单独设计可旋转式安装法兰，安装法兰位置均为高速移动飞拍力学分析最佳位置，并且法兰位置设置双十字对角安装结构，采用旋转腰形槽及通孔螺牙，相对孔位为间隔相对45度位置夹角安装，进一步优化了移动中的整体光学镜头的稳定性及便捷性。

图4 安装位置运动力学分析

三．调校工优化提升

1. 光学焦距匹配  

通过对每款镜片的100%测试得出绝对值，然后针对性对整套镜片进行公差分析匹配。每款镜片进行校正匹配后得出模组化的结构光路相对误差值可控在99.5%以内，这样匹配出来的整套镜片模组就可以无限接近于设计值，这样光学精细就更能保证整体精度。

图5 光学性能检测分析

2. 整体后焦距

伸缩补偿可调节后焦距伸缩结构可以兼容适用因为相机端后焦误差带来的整体成像精度误差，通过Z轴调校可以更加精准的弥补修正后焦距位置，使其焦点更加准确，让双远心镜头能更好的发挥极致性能。

图6 光轴调校

四．杂光干扰抑制优化

1. 光学镀膜通过纳米级多层光学镀膜提升光学材料性能达到最优，简洁辅助光路的可控性。

2. 消光剂杂光抑制消除 WEETU威图自研的WT-X 消光剂对镜头内部进行光学级杂散光抑制涂层处理，对进入的无效杂散光可有效进行吸收消除，提升图像对比度，增强图像锐度，对图像特征点体现更为明显。使其图像采集更加稳定图像一致性更高。大大抑制消除杂散光带来的光线干扰，把光学杂散折射对成像精度带来的影响降低到最小。实现黑白对比度最强化，图像锐度更为犀利。

WEETU 威图AMG系列双远心镜头，通过光学消光工艺提升了图像对比度及提升了图像的锐度，使其有效图像更为稳定输出从而保证了软件处理的稳定性及一致性。

图7 杂散光抑制消光工艺

结合远心镜头超低畸变以及整场视野高一致性以及高远心度的特性AMG系列双远心镜头提取真实边缘成像可对产品进行超高精度尺寸测量，提供稳定一致性强的图像供软件计算，特别在软件亚像素时更能体现出图像稳定性带来的精度提升及高重复一致性。同时还可真实体现产品轮廓边缘细微特征，实现高精度微小尺寸测量，测量精度可达±1um，重复精度±0.2um。

超高速影像高精度测量已成为主流竞争力体现，当软件处理效率在追求极致算法的同时硬件也是必不可少的提升方向。光学成像硬件也在积极的运用光学特性为高速有效的成像采集工作做出有效且极致的光学成像方案。我们将不断的结合实际应用场景持续提供更多更有效的光学成像解决方案。在以AMG双侧远心镜头产品为主的前提下不断创新，不断为市场输出多元化光学成像技术支持。有效的提升WEETU 威图光学产品在市场竞争中的核心优势及前瞻性创新光学技术。