用测试矩阵验证光圈与景深

本测试要回答的问题

中心图像清晰并不能证明景深可用。请在每个要求的高度和视野位置上，测试最小的相关特征。

这是一份与厂商无关的现场调试方法。更改任何设置之前，请先查阅所用具体型号的相机、镜头、传感器或控制器手册。文中的数值示例表为假设数据，既不是 Deyi Vision 的测量结果，也不是产品规格。

先描述检测特征，再判断清晰度。宽大的轮廓可能仍然可辨，而细窄的划痕或相距很近的一对边缘却可能融入背景。要明确哪个特征必须被分辨出来、它可能出现在哪里，以及哪项判定取决于它。本测试证明的是满足该要求的可用性能，而不是该镜头不受限制的景深指标。

前置条件

测试前先确定允许的物体高度范围、特征尺寸和最低对比度。尺寸检测类应用还需要成像比例保持稳定；看上去对焦清楚，并不保证尺寸正确。

以实际治具和实际工件为准，测出相关的高度范围，其中要包含工件放置就位时的差异。控制好靶标表面的朝向，避免高度测试在不知不觉中变成倾斜测试。要把允许的物体高度范围与相机安装位置的变化区分开来。两者是图像变化的不同成因，如果现场两种情况都存在，应分别留存证据。

测试台与记录

准备分辨率/边缘靶标、高度垫片或平移台，以及参考尺寸。在标称高度处固定工作距离、光源波长和对焦；记录曝光补偿。

每次高度扫描前，记录对焦环位置和光圈设置。在每个视野位置使用同一个靶标特征，并标明其实际物理尺寸。确认垫片或平移台移动靶标时不会使其弯曲，也不会改变照明。保存原始帧和设置；比较边缘外观时，使用一致的显示缩放。

执行测试

1. 在 −2、0 和 +2 mm 三个高度采集靶标图像，光圈取 f/4、f/8 和 f/16（镜头支持时）。
2. 在中心和四个角重复采集，每个高度都不重新对焦。
3. 记录特征对比度、边缘宽度和尺寸误差；仅在量产条件允许的范围内调整光源/曝光。
4. 用选定的设置在高度极值处测试实际工件，并在重新安装后再重复一次。

测完极值高度后，回到标称高度，检查治具和靶标没有发生位移。不要在每个高度重新对焦：那样测到的是重复对焦的结果，而不是锁定设置下实际可用的景深。如果改变光圈的同时也重新对焦了，应把这次测试标记为另一种独立的配置。未改变对焦的证据，与单独优化后的结果，两者都要保留。

假设示例表

假设三个光圈在整个网格上的最差对比度分别为 0.18、0.31 和 0.21。按预先声明的 0.25 判据，本例中只有 f/8 通过。继续缩小光圈，还可能因衍射而损失分辨率。

contrast = (I_max - I_min) / (I_max + I_min)
required_z = [-2, 0, +2] mm
minimum_contrast_example: f/4=0.18; f/8=0.31; f/16=0.21
acceptance_example: minimum_contrast >= 0.25

示例表中的数值，应理解为每个光圈网格中最差的那一格。平均值看起来不错，可能掩盖不合格的角落或高度极值。对同一特征套用已声明的对比度定义，所选区域不要包含无关的表面纹理。如果最低对比度通过、但尺寸误差不合格，应报告该配置不适用于该测量，而不是把几项指标合成一个乐观的分数。

测试流程

矩阵图是一种记录结构，并不预示各个位置的表现相同。每一格都要附上一张原始图像和对应的特征结果。无法获得或无效的采集，要明确标注，不要用邻近位置的结果替代。如果最不利位置缺少证据，就不能声称已检查了所声明的完整高度范围。

解读证据

几何示意图强调：成像布置保持不变，而物体的高度在变化。近端和远端的极限表现不一定对称，所以标称高度两侧的结果都要保留。实测的参考尺寸与边缘对比度应分别比较。即使边缘看上去依然清楚，它在图像中也可能发生位移或比例变化；看起来清晰，并不等于测量准确。

故障排查

• 中心结果良好而角落偏弱，提示可能是场曲或镜头本身的限制。
• 对比度良好但测得尺寸在变化，说明存在放大倍率/透视误差，单靠光圈无法解决。

如果缩小光圈后所有位置一起变差，应先对比靶标最精细的细节与可用信号，再考虑提高传感器灵敏度。如果只有视野中的某个区域不合格，应检查该处的靶标对准情况和镜头表现。如果靶标静止不动而图像仍有波动，应先排查振动、曝光和照明的稳定性，再把这种变化解释为景深限制。

验收与交接

要求所有高度/视野格以及尺寸误差限值，都在经过验证的曝光条件下通过。保存完整的矩阵，而不是只存最好的那张图像；如果比例变化占主导，应改用远心镜头进行评估。

将原始文件、设置、样品标识和判定限值一并归档。请参照下方相关的产品指南与准备指南，与 Deyi Vision 讨论已有书面记载的需求。

用带有所要求特征的实际工件验证选定的光圈，覆盖声明的高度极限和各视野位置。拆下并重新装好安装支架后，对照已保存的机械基准再重复一次。记录允许的对焦和治具条件，并规定在什么情况下必须重新执行该矩阵测试。不合格的格子要和合格的格子一起保留，使交接材料展示的是运行边界，而不只是最清晰的那张图像。