如何選擇工業相機鏡頭

工業相機鏡頭的選擇過程,是將工業相機鏡頭各項參數逐步明確化的過程。作為成像器件,工業相機鏡頭通常與光源、相機一起構成一個完整的圖像采集系統,因此工業相機鏡頭的選擇受到整個系統要求的制約。一般地可以按以下幾個方面來進行分析考慮。
一、波長、變焦與否 
工業相機鏡頭的工作波長是否需要變焦是比較容易先確定下來的,成像過程中需要改變放大倍率的應用,采用變焦鏡頭,否則采用
定焦鏡頭就可以了。 
關于工業相機鏡頭的工作波長,常見的是可見光波段,也有其它波段的應用。是否需要另外采取濾光措施?單色光還是多色光?能
否有效避開雜散光的影響?把這幾個問題考慮清楚,綜合衡量后再確定鏡頭的工作波長。
二、特殊要求優先考慮 
結合實際的應用特點,可能會有特殊的要求,應該先予明確下來。例如是否有測量功能,是否需要使用遠心鏡頭,成像的景深是否
很大等等。景深往往不被重視,但是它卻是任何成像系統都必須考慮的。
三、工作距離、焦距 
工作距離和焦距往往結合起來考慮。一般地,可以采用這個思路:先明確系統的分辨率,結合CCD像素尺寸就能知道放大倍率,再結
合空間結構約束就能知道大概的物像距離,進一步估算工業相機鏡頭的焦距。所以工業相機鏡頭的焦距是和工業相機鏡頭的工作距
離、系統分辨率(及CCD像素尺寸)相關的。
四、像面大小和像質 
所選工業相機鏡頭的像面大小要與相機感光面大小兼容,遵循“大的兼容小的”原則——相機感光面不能超出鏡頭標示的像面尺寸
——否則邊緣視場的像質不保。  像質的要求主要關注MTF和畸變兩項。在測量應用中,尤其應該重視畸變。
五、光圈和接口 
工業相機鏡頭的光圈主要影響像面的亮度。但是現在的機器視覺中,最終的圖像亮度是由很多因素共同決定的:光圈、相機增益、
積分時間、光源等等。所以為了獲得必要的圖像亮度有比較多的環節供調整。
工業相機鏡頭的接口指它與相機的連接接口,它們兩者需匹配,不能直接匹配就需考慮轉接。 
六、成本和技術成熟度 
如果以上因素考慮完之后有多項方案都能滿足要求,則可以考慮成本和技術成熟度,進行權衡擇優選取。
基本分析如下:  
1. 與白色LED光源配合使用的,鏡頭應該是可見光波段。沒有變焦要求,選擇定焦鏡頭就可以了。  
2. 用于工業檢測,其中帶有測量功能,所以所選鏡頭的畸變要求小。 
3. 工作距離和焦距 
成像的放大率M=4.65/(0.05x1000)=0.093 
焦距f’=L*M/(M+1)=200*0.093/1.093=17mm  
物距要求大于200mm,則選擇的鏡頭要求焦距應該大于17mm。 
4. 選擇鏡頭的像面應該不小于CCD尺寸,即至少2/3 英寸。 
5. 鏡頭的接口要求是C口,能配合相機使用。光圈暫無要求。 
從以上幾方面的分析計算可以初步得出這個鏡頭的“輪廓”:焦距大于17mm,定焦,可見光波段,C口,至少能配合2/3英寸CCD使用
,而且成像畸變要小。按照這些要求,可以進一步的挑選,如果多款鏡頭都能符合這些要求,可以擇優選用。

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