【光电智造】六种诀窍教你学会远心镜头选型

来源:今日光电发布时间:2023-02-073099浏览

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远心镜头和相机的匹配选择原则和普通工业镜头是一样的，只要其靶面的规格大于或等于相机的靶面即可。使用过程中请留意，在远心镜头的物镜垂直下方区域范围的都是远心成像，而超出此范围的区域，就不是严格意义上的远心成像了，这点在实际的使用中一定要注意，否则会产生不必要的偏差。

客户在选择远心镜头时，首先应明白在什么时候需要时选择远心镜头。根据远心镜头原理特征及独特优势，当检查物体遇到以下6中情况时，最好选用远心镜头：

1）当需要检测有厚度的物体时（厚度>1/10 FOV直径）；

2）需要检测不在同一平面的物体时；

3）当不清楚物体到镜头的距离究竟是多少时；

4）当需要检测带孔径、三维的物体时；

5）当需要低畸变、图像效果亮度几乎完全一致时；

6）当缺陷只在同一方向平行照明下才能检测到时。

选择远心镜头，首先应明白远心镜头相关指标对应使用条件：

1）物方尺寸------拍摄范围。

2）像方尺寸------使用的CCD的靶面大小。

3）工作距离------物方镜头前表面距离拍摄物的距离。

4）分辨率---------使用的CCD像素大小。

5）景深------------镜头能成清晰像的范围。像/物倍率越大景深越小。

6）接口------------照相机接口，多为C，T等接口。

根据使用情况（物体尺寸和需要的分辨率）选择物方尺寸合适的物方镜头和CCD或CMOS相机，同时得到像方尺寸，即可计算出放大倍率，然后根据产品列表选择合适的像方镜头。选择过程中还应注意景深指标的影响，因为像/物倍率越大景深越小，为了得到合适的景深，可能还需要重新选择镜头。

远心镜头选型时最重要的是要考虑下面的三点：

一、靶面匹配

工业相机中有个很重要的参数：芯片规格（芯片物理尺寸），一般都会有1/3”、1/2”、1/2.3”、1/2.5”、2/3”、1”、3/4”、35mm全画幅、4K、12K等。这些都是相机芯片对角线的尺寸规格，它定义了相机芯片（矩形）的外接圆直径。我们在选工业镜头的时候往往要做到一一对应，就是说工业镜头的成像尺寸要大于等于相机的芯片规格尺寸，一般两者相等时最好的，如果镜头的规格尺寸大于相机的，也能满足使用，但是就会产生一定的成本浪费。如果镜头的规格尺寸小于相机的，那将来的成像就会产生黑角现象，偏差大的话图像会变成一个圆。这样就没办法保证镜头拍摄的视场，而且会对相机的成像分辨率造成损失。

二、接口匹配

在成像靶面匹配了之后，还要考虑镜头与相机的接口问题。因为不同厂家、不同靶面的相机都会有不一样的接口。比如线阵相机里2K、4K、6K、8K、12K等会有F接口、C接口、M58*0.72、M72*0.75等不同的接口规格，这些接口规格除了螺纹或卡口外径尺寸不一样外，法兰端面到芯片的距离也会有所不同。因此在选型考虑的时候一定要考虑接口对应的问题，相机与镜头的接口必须保证一致，不然就无法安装。像远心光学（BTOS）公司做的双远心镜头，每款镜头都会根据客户具体的实用来对应不同的接口，保证合理的安装使用。

三、精度匹配

一般的视觉项目都会有精度需求，这种精度一般是硬件和软件的综合精度。我们一般在前期相机、镜头选型的时候就会着重去考虑硬件能达到的精度，一般我们会以单位像元对应的视场尺寸来定义硬件的基础精度。计算方式为：相机像元的边长/镜头的倍率=硬件精度

远心光学的所有镜头在产品参数栏里都有倍率的指标，可以直接用来精度计算。如果选了定焦的工业镜头，就要先计算镜头工作时的倍率，然后在计算精度。因为定焦镜头在不同的工作距离下有不同的倍率，我们计算定焦镜头的公式为：焦距f/物距WD=倍率。在做高精度的视觉项目时，往往精度要求太高，仅仅通过硬件是不能保证的，这时软件算法要通过亚像元等计算方式来做校正和提升。

来源：机器视觉沙龙