工业相机镜头选用简述
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
工业相机镜头选用简述
在维视图像北京公司的官网上,我们已经连续发表几篇《深度解析工业镜头核心参数》的文章来阐述工业镜头,今天我们换一个角度,从工业相机镜头的选用来分析,为大家在选择工业镜头时提供一些参考。
1、镜头的分类
如上图,大致按照工业相机对镜头进行了区分。对于1/3形,1/2形,2/3形等小尺寸有效像圆径的工业镜头常常使用C接口。可是,C接口镜头,即使1形的镜头有效像圆径也只有约16mm,如果对于再大尺寸的CCD便不能使用了,CS接口除了从成像基准面到镜头的距离少约5毫米外,其它的都一样,至于更详细的说明这个大家可参考《Microvision产品使用前必读》。这时,用的较多的是常用在35mm照相机上的K,F接口镜头。
另外,按照分辨能力可分为25-100万像素用工业镜头与500-1000万像素用工业镜头。按照入射光的光谱可分为一般可视光镜头,紫外线镜头,红外线镜头等。其他,在比较特殊的场合,我们还会用到拍摄较大观察对象时的广角镜头,可对大小不同观察物瞬间聚焦的变焦镜头等。
2、镜头的性能和特性
(1)高分辨力,下表为F值和分辨能力的关系。
(2)畸变,与分辨能力同样重要的要素还有畸变
(3)均一充分的亮度对于机器视觉用镜头,光圈开满时的最大亮度值太太被认为是很重要的。可是,中心部明亮而周边部分灰暗的现象确是要防止的。
(4)耐振荡冲击性,耐振荡冲击性对于机器视觉用镜头是最重要的课题之一。因此,镜头的零部件多数为金属材料,同时,,对焦点,光圈的调整均采用螺钉用来做固定,以达到减轻振荡•冲击的功效。
(5)小型化,由于照相机被设置的空间有所限制,小型化也成为比较重要的因素。例如:C接口的安装尺寸按照基准为¢30mm以下。
(6)其他
①光圈控制: 一般,机器视觉镜头都是通过手动来调整光圈的,不过,为了对应被拍对象的亮度变化,有时也有远距离控制光圈的要求。
②Zoom,AF,可变焦点镜头: 一般,机器视觉用镜头没有自动变焦功能。
③紫外线镜头: 利用紫外线,有时可以捕捉到更细微的对象。
3、今后镜头发展的方向和难点
(1)广角
增大广角度,会加大图像的扭曲,同时画面中心和画面周边的性能差值也会增大。另外,还要求光学系统有更大的亮度,才可以充分地确保画面周边的发光强度达到所需要求。
(2)大口径比
增大大口径比会使得焦点深度变浅,从而使得色差畸变增大。同时会使得画面周边像差的补正变得困难,并容易产生径向侵食,也难以确保充分的发光强度。
(3)小型化
像差补正比较困难,分辨能力也会降低,,并使得由于制造误差引起的光学性能退化现象频于发生。
(4)大画面化
图像畸变严重,画面中心和画面周边的性能差值增大。难以确保充分的发光强度,色差畸变增大。
(5)高倍率化
由于制造误差引起的光学性能退化现象显著。光轴上色差畸变增大。
(6)高分辨率化
像差补正变得困难,使得要求的镜头数目增加,成本提高。需要明亮光学系统,并会导致镜头的大型化。
(7)波长宽带化
色差畸变增大。会要求增加采用一些特殊并且高价的光学玻璃,镜头的数目也会增加。
(8)紫外线对应
只可使用限定光学材料。设计的自由度降低。大口径化,广角化也比较困难。
4、工业镜头与工业相机匹配,如果相机是C口就一定需要配C口的镜头,工业相机的靶面为1/3芯片的,就不能配比这个芯片尺寸小的孔径镜头。
5、系统工作空间(工作距离)
6、系统精度(成像面、镜头畸变)
7、纵深测量(景深)
8、新型工业镜头的出现
近几年来,由于各类产品的集成度越来越高,导致大量精密测量及检测需求出现,一种低畸变、高精度、大景深的双远心镜头应运而生,由远心光学系统技术研发生产的BTOS系列远心镜头目前应用非常广泛,大家也可以关注相关技术。