用測試矩陣驗證光圈與景深

本測試要回答的問題

中心影像清晰並不能證明景深可用。請在每個要求的高度和視野位置上，測試最小的相關特徵。

這是一份與廠商無關的現場調機方法。更改任何設定之前，請先查閱所用具體型號的相機、鏡頭、感測器或控制器手冊。文中的數值範例表為假設資料，既不是 Deyi Vision 的量測結果，也不是產品規格。

先描述檢測特徵，再判斷清晰度。寬大的輪廓可能仍然可辨，而細窄的刮痕或相距很近的一對邊緣卻可能融入背景。要明確哪個特徵必須被分辨出來、它可能出現在哪裡，以及哪項判定取決於它。本測試證明的是滿足該要求的可用效能，而不是該鏡頭不受限制的景深指標。

前置條件

測試前先確定允許的物體高度範圍、特徵尺寸和最低對比度。尺寸檢測類應用還需要影像比例保持穩定；看上去對焦清楚，並不保證尺寸正確。

以實際治具和實際工件為準，測出相關的高度範圍，其中要包含工件放置就位時的差異。控制好標靶表面的朝向，避免高度測試在不知不覺中變成傾斜測試。要把允許的物體高度範圍與相機安裝位置的變化區分開來。兩者是影像變化的不同成因，如果現場兩種情況都存在，應分別留存佐證。

測試台與紀錄

準備解析度/邊緣標靶、高度墊片或平移台，以及參考尺寸。在標稱高度處固定工作距離、光源波長和對焦；記錄曝光補償。

每次高度掃描前，記錄對焦環位置和光圈設定。在每個視野位置使用同一個標靶特徵，並標明其實際物理尺寸。確認墊片或平移台移動標靶時不會使其彎曲，也不會改變照明。儲存原始影格和設定；比較邊緣外觀時，使用一致的顯示縮放。

執行測試

1. 在 −2、0 和 +2 mm 三個高度擷取標靶影像，光圈取 f/4、f/8 和 f/16（鏡頭支援時）。
2. 在中心和四個角重複擷取，每個高度都不重新對焦。
3. 記錄特徵對比度、邊緣寬度和尺寸誤差；僅在量產條件允許的範圍內調整光源/曝光。
4. 用選定的設定在高度極值處測試實際工件，並在重新安裝後再重複一次。

測完極值高度後，回到標稱高度，檢查治具和標靶沒有發生位移。不要在每個高度重新對焦：那樣測到的是重複對焦的結果，而不是鎖定設定下實際可用的景深。如果改變光圈的同時也重新對焦了，應把這次測試標示為另一種獨立的組態。未改變對焦的佐證，與單獨最佳化後的結果，兩者都要保留。

假設範例表

假設三個光圈在整個網格上的最差對比度分別為 0.18、0.31 和 0.21。依預先訂定的 0.25 判定標準，本例中只有 f/8 通過。繼續縮小光圈，還可能因繞射而損失解析度。

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

範例表中的數值，應理解為每個光圈網格中最差的那一格。平均值看起來不錯，可能掩蓋不合格的角落或高度極值。對同一特徵套用事先訂定的對比度定義，所選區域不要包含無關的表面紋理。如果最低對比度通過、但尺寸誤差不合格，應回報該配置不適用於該量測，而不是把幾項指標合成一個樂觀的分數。

測試流程

矩陣圖是一種記錄結構，並不預示各個位置的表現相同。每一格都要附上一張原始影像和對應的特徵結果。無法取得或無效的擷取，要明確標註，不要用鄰近位置的結果替代。如果最不利位置缺少佐證，就不能聲稱已檢查了所訂定的完整高度範圍。

解讀佐證

幾何示意圖強調：取像配置保持不變，而物體的高度在變化。近端和遠端的極限表現不一定對稱，所以標稱高度兩側的結果都要保留。實測的參考尺寸與邊緣對比度應分別比較。即使邊緣看上去依然清楚，它在影像中也可能發生位移或比例變化；看起來清晰，並不等於量測準確。

故障排除

• 中心結果良好而角落偏弱，提示可能是場曲或鏡頭本身的限制。
• 對比度良好但測得尺寸在變化，表示存在放大倍率/透視誤差，單靠光圈無法解決。

如果縮小光圈後所有位置一起變差，應先比對標靶最精細的細節與可用訊號，再考慮提高感測器靈敏度。如果只有視野中的某個區域不合格，應檢查該處的標靶對準情況和鏡頭表現。如果標靶靜止不動而影像仍有波動，應先排查振動、曝光和照明的穩定性，再把這種變化解釋為景深限制。

驗收與交接

要求所有高度/視野格以及尺寸誤差限值，都在經過驗證的曝光條件下通過。儲存完整的矩陣，而不是只存最好的那張影像；如果比例變化佔主導，應改用遠心鏡頭進行評估。

將原始檔案、設定、樣品識別碼和判定限值一併歸檔。請參照下方相關的產品指南與準備指南，與 Deyi Vision 討論已有書面記載的需求。

用帶有所要求特徵的實際工件驗證選定的光圈，涵蓋所訂定的高度極限和各視野位置。拆下並重新裝好安裝支架後，對照已儲存的機械基準再重複一次。記錄允許的對焦和治具條件，並規定在什麼情況下必須重新執行該矩陣測試。不合格的格子要和合格的格子一起保留，讓交接資料呈現的是運作邊界，而不只是最清晰的那張影像。