大簡光學工業鏡頭選型,是將工業鏡頭各項參數逐步明確化的過程。作為成像器件,工業鏡頭通常與光源、相機一起構成一個完整的圖像采集系統,因此工業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。
波長、變焦與否
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,采用變焦鏡頭,否則采用定焦鏡頭就可以了。
特殊要求優先考慮
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。(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)
工作距離、焦距
工作距離和焦距往往結合起來考慮。一般可以采用這個思路:先明確系統的分辨率,結合CCD像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,進一步估算工業鏡頭的焦距。
像面大小和像質
像面大小要與相機感光面大小兼容,遵循“大的兼容小的”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)
光圈和接口
光圈主要影響像面的亮度。但是現在的機器視覺中,終的圖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,所以為了獲得必要的圖像亮度有多種方式可調整。
工業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。
成本和技術成熟度
如果以上因素考慮完之后有多項方案都能滿足要求,則可以考慮成本和技術成熟度,進行權衡擇優選取。
例如,要給硬幣檢測成像系統選配工業鏡頭,約束條件:相機CCD 2/3英寸,像素尺寸4.65μm,C口。工作距離大于200mm,系統分辨率0.05mm。光源采用白色LED光源。
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