工業(yè)鏡頭選型要注意什么
1.工業(yè)鏡頭的接口
鏡頭的接口尺寸主流為三種接口型式,即F型、C型、CS型。F型接口是通用型接口,一般適用于焦距大于25mm的鏡頭;而當(dāng)物鏡的焦距約小于25mm時(shí),因物鏡的尺寸不大,便采用C型或CS型接口,也有一部分采用M12接口。
C接口和CS接口的區(qū)別:
C接口與CS接口的區(qū)別在于鏡頭與攝像機(jī)接觸面至鏡頭焦平面(攝像機(jī)CCD光電感應(yīng)器應(yīng)處的位置)的距離不同,C型接口此距離為17.53mm,CS型接口此距離為12.5mm。
C型鏡頭與C型攝像機(jī)、CS型鏡頭與CS型攝像機(jī)可以配合使用。C型鏡頭與CS型攝像機(jī)之間增加一個(gè)5mm的C/CS轉(zhuǎn)接環(huán)可以配合使用。CS型鏡頭與C型攝像機(jī)無法配合使用。

2.工業(yè)鏡頭的基本參數(shù)
①視場(chǎng)(Field of view,即FOV,也叫視野范圍):指觀測(cè)物體的可視范圍,也就是充滿相機(jī)采集芯片的物體部分。(視場(chǎng)范圍是選型中必須要了解的)

②工作距離(Working Distance,即WD):指從鏡頭前部到受檢驗(yàn)物體的距離。即清晰成像的表面距離(選型必須要了解的問題,工作距離是否可調(diào),包括是否有安裝空間等)。
③分辨率:圖像系統(tǒng)可以測(cè)到的受檢驗(yàn)物體上的最小可分辨特征尺寸。在多數(shù)情況下,視野越小,分辨率越好。
④景深(Depth of view,即DOF):物體離最佳焦點(diǎn)較近或較遠(yuǎn)時(shí),鏡頭保持所需分辨率的能力。(需要了解客戶對(duì)景深是否有特殊要求)

3.工業(yè)鏡頭的其他參數(shù)
①感光芯片尺寸:相機(jī)感光芯片的有效區(qū)域尺寸,一般指水平尺寸。這個(gè)參數(shù)對(duì)于決定合適的鏡頭縮放比例以獲取想要的視場(chǎng)非常重要。鏡頭主要縮放比例(PMAG)由感光芯片的尺寸和視場(chǎng)的比率來定義。雖然基本參數(shù)包括感光芯片的尺寸和視場(chǎng),但PMAG卻不屬于基本參數(shù)。

②焦距(f):焦距,是光學(xué)系統(tǒng)中衡量光的聚集或發(fā)散的度量方式,指從透鏡的光心到光聚集之焦點(diǎn)的距離。亦是照相機(jī)中,從鏡片中心到底片或CCD等成像平面的距離。(需要記住的公式):f={工作距離/視野范圍長(zhǎng)邊(或短邊)}× CCD長(zhǎng)邊(或短邊)
焦距大小的影響情況:焦距越小,景深越大;焦距越小;畸變?cè)酱?/span>;焦距越小,漸暈現(xiàn)象越嚴(yán)重,使像差邊緣的照度降低。
③解析度:表示一組物鏡所能見到2點(diǎn)的最小間隔。
0.61×使用波長(zhǎng)(λ)/NA=解析度(μ)
以上的計(jì)算方法理論上可以計(jì)算出解析度,但不包括失真。
※?使用波長(zhǎng)為550nm
④解像力:1mm中間可以看到黑白線的條數(shù),單位(lp)/mm。
MTF(Modulation Transfer Function)

⑤失真(distortion):衡量鏡頭性能的指標(biāo)之一,又稱畸變,指被攝物平面內(nèi)的主軸外直線,經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)成像后變?yōu)榍€,則此光學(xué)系統(tǒng)的成像誤差稱為畸變?;兿癫钪挥绊懹跋竦膸缀涡螤?,而不影響影像的清晰度。
⑥光圈與F值:光柵片是一個(gè)用來控制鏡頭的通光量裝置,它通常是在鏡頭內(nèi)。表達(dá)光圈大小我們是用F值,如F1.4、F2.0、F2.8等。

⑦光學(xué)放大倍率:用于計(jì)算主要縮放比例的公式如下:PMAG =感光芯片尺寸(mm)/視場(chǎng)(mm)。
⑧顯示放大倍率:顯示放大倍率在顯微中應(yīng)用非常廣泛,被測(cè)物體的顯示放大倍率取決于三個(gè)因素:鏡頭光學(xué)倍率、工業(yè)相機(jī)感光芯片的尺寸(靶面大?。?、顯示器尺寸。
顯示放大倍率=鏡頭光學(xué)倍率×顯示器尺寸×25.4/耙面對(duì)角線尺寸
4.工業(yè)鏡頭的主要類別
分類方式:
?按焦距劃分:定焦和變焦;
?按光圈劃分:固定光圈和可變光圈;
?按接口劃分:C接口、CS接口、F接口等;
?按倍數(shù)劃分:定倍鏡頭、連續(xù)變倍鏡頭;
?機(jī)器視覺行業(yè)常用到的很重要的鏡頭主要包括FA鏡頭、遠(yuǎn)心鏡頭和工業(yè)顯微鏡等。

5.工業(yè)鏡頭的選擇要點(diǎn)
對(duì)鏡頭的選擇,我們首先必須先確定客戶的需求:
①視野范圍、光學(xué)放大倍率及期望的工作距離:在選擇鏡頭時(shí),我們會(huì)選擇比被測(cè)物體視野稍大一點(diǎn)的鏡頭,以有利于運(yùn)動(dòng)控制。
②景深要求:對(duì)于對(duì)景深有要求的項(xiàng)目,盡可能使用小的光圈;在選擇放大倍率的鏡頭時(shí),在項(xiàng)目許可下盡可能選用低倍率鏡頭。如果項(xiàng)目要求比較苛刻時(shí),傾向選擇高景深的尖端鏡頭。
③芯片大小和相機(jī)接口:例如2/3”鏡頭支持最大的工業(yè)相機(jī)耙面為2/3”,它是不能支持1英寸以上的工業(yè)相機(jī)。
④注意與光源的配合,選配合適的鏡頭。
⑤可安裝空間:在方案可選擇的情況下,讓客戶更改設(shè)備尺寸是不現(xiàn)實(shí)的。