機器視覺工業鏡頭的選型要點

朗銳智科1發表於2018-03-07

工業相機鏡頭的選擇過程,是將鏡頭各項引數逐步明確化的過程。作為成像器件,鏡頭通常與光源、相機一起構成一個完整的影像採集系統,因此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。
工業相機
一、波長、變焦與否
鏡頭的工作波長和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,採用變焦鏡頭,否則採用定焦鏡頭就可以了。
關於鏡頭的工作波長,常見的是可見光波段,也有其他波段的應用。是否需要另外採取濾光措施?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,綜合衡量後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,可以採用這個思路:先明確系統的解析度,結合CCD畫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,進一步估算鏡頭的焦距。所以鏡頭的焦距是和鏡頭的工作距離、系統解析度(及CCD畫素尺寸)相關的。
四、像面大小和像質
所選鏡頭的像面大小要與相機感光面大小相容,遵循“大的相容小的”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、光圈和介面
鏡頭的光圈主要影響像面的亮度。但是現在的機器視覺中,最終的影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影像亮度有比較多的環節供調整。
鏡頭的介面指它與相機的連線介面,它們兩者需匹配,不能直接匹配就需考慮轉接。
六、鏡頭的其它類別:
線陣鏡頭:配合線陣相機使用的鏡頭。採用掃描式的工作方式,需要鏡頭與目標相對運動,每次曝光成像一條線,多次曝光組成一幅影像。線陣掃描成像的特點:CCD線陣方向的影像解析度固定,而在目標的運動方向上,空間取樣頻率與運動的相對速度有關。
從成像的角度講,線陣鏡頭和其它型別的鏡頭並沒有本質的差異。只是對鏡頭的使用方式不同而已。
顯微鏡頭:為了看清目標的細節特徵,顯微鏡頭一般使用在高解析度的場合。它們基本的特點是工作距離短,放大倍率高,視場小。
遠心鏡頭:物方主光線平行於光軸主光線的會聚中心位於物方無限遠,稱之為物方遠心光路。作用:可以消除物方由於調焦不準確帶來的測量誤差。


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