在一套完整的工業(yè)視覺系統(tǒng)中，我們往往對工業(yè)相機的關(guān)注會比較多。但是作為一個行家來說，我們知道，工業(yè)鏡頭對視覺系統(tǒng)的成像質(zhì)量同樣起著關(guān)鍵性的作用。那么今天，激埃特小編就和大家說說關(guān)于工業(yè)鏡頭的那些事。
首先我們來了解一下工業(yè)鏡頭的基本概念或參數(shù)都有哪些？
- 視場(Field of view,?即FOV，也叫視野范圍)：指觀測物體的可視范圍，也就是充滿相機采集芯片的物體部分。
- 工作距離(Working Distance,即WD)：指從鏡頭前部到受檢驗物體的距離。即清晰成像的表面距離。
- 分辨率：圖像系統(tǒng)可以測到的受檢驗物體上的最小可分辨特征尺寸。需要注意的是，鏡頭分辨率與相機分辨率保持一致對檢測系統(tǒng)是十分重要的。
- 景深?(Depth of view，即DOF)：物體離最佳焦點較近或較遠時，鏡頭保持所需分辨率的能力。
- 像面尺寸：可適應的相機靶面大小，在選擇時需注意鏡頭的像面尺寸須大于相機芯片尺寸，否則成像的邊緣會有遮擋。
- 焦距（f）：光學系統(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的距離。亦是相機中，從鏡片中心到CCD等成像平面的距離。
- 解析度：一組物鏡所能見到2點的最小間隔?? ? ?。
- 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）：成像時再現(xiàn)物體表面的濃淡變化而使用的空間周波數(shù)和對比度。
- 失真（distortion）：衡量鏡頭性能的指標之一，又稱畸變，指被攝物平面內(nèi)的主軸外直線，經(jīng)光學系統(tǒng)成像后變?yōu)榍€，則此光學系統(tǒng)的成像誤差稱為畸變?；兿癫钪挥绊懹跋竦膸缀涡螤睿挥绊懹跋竦那逦?。
- 光圈與F值：光圈是一個用來控制鏡頭通光量的裝置，它通常是在鏡頭內(nèi)。表達光圈大小我們是用F值，如f1，f4，f2，f2.8?等。
接下來，激埃特光電小編帶您來看看在其他條件相同的情況下，工業(yè)鏡頭各參數(shù)間相互影響關(guān)系。
焦距大小的影響情況：焦距越小，景深越大；焦距越小，畸變越大；焦距越小，漸暈現(xiàn)象越嚴重，使像差邊緣的照度降低。
光圈大小的影響情況：光圈越大，圖像亮度越高，景深越小，分辨率越高。
像場中央與邊緣：?一般像場中心較邊緣分辨率高；像場中心較邊緣光場照度高。
工業(yè)鏡頭的分類方式：
?????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
?????按用途劃分：FA鏡頭，遠心鏡頭和工業(yè)顯微鏡等
工業(yè)鏡頭的選型要點：
?
?????視野范圍、焦距及工作距離：在選擇鏡頭時，我們除了靠本身可計算出的視場角大小外，還可以根據(jù)工作距離、視野范圍和相機的靶面大小確定鏡頭的焦距，通常選擇比被測物體視野稍大一點的鏡頭，有利于運動控制。
?????光學放大倍數(shù)：縮放比例PMAG=感光芯片尺寸 (mm) / 視場 (mm)
縮放比例、感光芯片尺寸和視場的關(guān)系示意圖
?????接口類型：鏡頭的接口類型取決于相機，只要保持接口一致即可。
?????景深要求：對于對景深有要求的項目，盡可能使用小的光圈；在選擇放大倍率的鏡頭時，在項目許可下盡可能選用低倍率鏡頭；如果項目要求比較苛刻時，傾向選擇高景深的尖端鏡頭，例如維視圖像BT系列雙遠心鏡頭。
?????芯片大小和相機接口：例如2/3”鏡頭支持最大的工業(yè)相機靶面為2/3”,在匹配2/3”以上的工業(yè)相機時，成像會受很大影響。
?????可安裝空間：在方案可選擇情況下，讓客戶更改設備尺寸是不現(xiàn)實的，所以在對安裝空間有限制的項目中，鏡頭的尺寸大小也是選型時需要注意的。
?????注意與光源的配合，選配合適的鏡頭 。
其他相關(guān)配件介紹：
?????接圈：簡單的近攝物鏡是在鏡頭和CCD相機之間加入一個接圈，由此CCD的敏感面可以位于鏡頭的像方焦面的外面一段距離，從而可以攝取到較近距離目標的像，但它受到圖像清晰度的限制。
?????近攝透鏡：在攝像物鏡前端擰上一個近攝透鏡，可以攝取到更近距離目標的像。采用近攝鏡后，目標像的畸變增大了，所以近攝透鏡的屈光率不能太大，使原工作距離的縮短量一般不超過20％。
?????遠攝物鏡：與近攝物鏡相反，為了對遠距離目標攝取到清晰圖像，要采用遠攝物鏡。這種物鏡是一長焦距物鏡。遠攝物鏡可以是折射系統(tǒng)、反射系統(tǒng)或折反射系統(tǒng)。反射式遠攝物鏡常采用卡塞格林式遠攝物鏡，折反式遠攝物鏡由于采用前部校正透鏡，其成像質(zhì)量更加良好。
?????遠心物鏡：采用遠心物鏡中的像方遠心物鏡可以消除物距變化帶來的測量誤差，而物方遠心物鏡則可以消除CCD位置不準帶來的測量誤差。
?????遠距物鏡：一種焦距很長而鏡筒較短的物鏡，從物鏡前表面到像平面的距離小于焦距，這對于長焦距物鏡來說，有利于縮短物鏡的軸向尺寸。
?????反遠距物鏡：一種焦距較短而后截距很長的物鏡，在物鏡和CCD之間可以加入分光鏡，以實現(xiàn)取景等作用。
?????畸變物鏡：畸變物鏡能夠在它的像中預先引入規(guī)定的畸變。當物鏡存在很大的負畸變時，實際上能夠拍攝角視場超過180°的物空間。這種物鏡用于宇航研究、氣像測量中。
