工業智慧相機鏡頭選型要點分析

工業相機是機器視覺系統中的一個關鍵元件，其最本質的功能就是將光訊號轉變成小型高清工業相機為有序的電訊號。機器視覺系統中，工業鏡頭相當於人的眼睛，其主要作用是將目標的光學影像聚焦在影像感測器（相機）的光敏面陣上。視覺系統處理的所有影像資訊均通過工業鏡頭得到，工業鏡頭的質量直接影響到視覺系統的整體效能。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。

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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。

對工業鏡頭的選擇，我們首先必須確定客戶需求：

1、視野範圍、光學放大倍數及期望的工作距離：

在選擇工業鏡頭時，會選擇比被測物體視野稍大一點的工業鏡頭，以有利於運動控制。

2、景深要求：

對於對景深有要求的專案，儘可能使用小的光圈；在選擇放大倍率的工業鏡頭時，在專案許可下儘可能選用低倍率工業鏡頭。如果專案要求比較苛刻時，傾向選擇高景深的尖端工業鏡頭。

3、晶片大小和相機介面 ：

例如2/3”工業鏡頭支援最大的工業相機耙面為2/3”,它是不能支援1英寸以上的工業相機。

4、注意與光源的配合，選配合適的工業鏡頭。

5、可安裝空間：在方案可選擇情況下，讓客戶更改裝置尺寸是不現實的。