教你(nǐ)如何選擇工業相機鏡頭

工業相機鏡頭的選擇過程，是将工業相機鏡頭各項參數(shù)逐步明(míng)确化的過程。作(zuò)為(wèi)成像器(qì)件，工業相機鏡頭通(tōng)常與光源、相機一起構成一個(gè)完整的圖像采集系統，因此工業相機鏡頭的選擇受到整個(gè)系統要求的制(zhì)約。一般地可(kě)以按以下幾個(gè)方面來(lái)進行(xíng)分析考慮。

一、 波長、變焦與否

工業相機鏡頭的工作(zuò)波長和(hé)是否需要變焦是比較容易先确定下來(lái)的，成像過程中需要改變放大(dà)倍率的應用，采用變焦鏡頭，否則采用定焦鏡頭就可(kě)以了。

關于工業相機鏡頭的工作(zuò)波長，常見的是可(kě)見光波段，也有(yǒu)其他波段的應用。是否需要另外采取濾光措施？單色光還(hái)是多(duō)色光？能否有(yǒu)效避開(kāi)雜散光的影(yǐng)響？把這幾個(gè)問題考慮清楚，綜合衡量後再确定鏡頭的工作(zuò)波長。

二、 特殊要求優先考慮

結合實際的應用特點，可(kě)能會(huì)有(yǒu)特殊的要求，應該先予明(míng)确下來(lái)。例如是否有(yǒu)測量功能，是否需要使用遠心鏡頭，成像的景深是否很(hěn)大(dà)等等。景深往往不被重視(shì)，但(dàn)是它卻是任何成像系統都必須考慮的。

三、 工作(zuò)距離、焦距

工作(zuò)距離和(hé)焦距往往結合起來(lái)考慮。一般地，可(kě)以采用這個(gè)思路：先明(míng)确系統的分辨率，結合CCD像素尺寸就能知道(dào)放大(dà)倍率，再結合空(kōng)間(jiān)結構約束就能知道(dào)大(dà)概的物像距離，進一步估算(suàn)工業相機鏡頭的焦距。所以工業相機鏡頭的焦距是和(hé)工業相機鏡頭的工作(zuò)距離、系統分辨率（及CCD像素尺寸）相關的。

四、 像面大(dà)小(xiǎo)和(hé)像質

所選工業相機鏡頭的像面大(dà)小(xiǎo)要與相機感光面大(dà)小(xiǎo)兼容，遵循“大(dà)的兼容小(xiǎo)的”原則——相機感光面不能超出鏡頭标示的像面尺寸——否則邊緣視(shì)場(chǎng)的像質不保。

像質的要求主要關注MTF和(hé)畸變兩項。在測量應用中，尤其應該重視(shì)畸變。

五、 光圈和(hé)接口

工業相機鏡頭的光圈主要影(yǐng)響像面的亮度。但(dàn)是現在的機器(qì)視(shì)覺中，最終的圖像亮度是由很(hěn)多(duō)因素共同決定的：光圈、相機增益、積分時(shí)間(jiān)、光源等等。所以為(wèi)了獲得(de)必要的圖像亮度有(yǒu)比較多(duō)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(hé)技(jì)術(shù)成熟度

如果以上(shàng)因素考慮完之後有(yǒu)多(duō)項方案都能滿足要求，則可(kě)以考慮成本和(hé)技(jì)術(shù)成熟度，進行(xíng)權衡擇優選取。

例如，要給硬币檢測成像系統選配工業相機鏡頭，約束條件：相機CCD 2/3英寸，像素尺寸4.65μm，C口。工作(zuò)距離大(dà)于200mm，系統分辨率0.05mm。光源采用白色LED光源。

基本分析如下： 

1. 與白色LED光源配合使用的，鏡頭應該是可(kě)見光波段。沒有(yǒu)變焦要求，選擇定焦鏡頭就可(kě)以了。 

2. 用于工業檢測，其中帶有(yǒu)測量功能，所以所選鏡頭的畸變要求小(xiǎo)。 

3. 工作(zuò)距離和(hé)焦距

成像的放大(dà)率M=4.65/（0.05x1000）=0.093 
焦距f’=L*M/（M+1）=200*0.093/1.093=17mm