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化繁为简,工业镜头可以这样选

2023-04-21
在机器雷竞技斗鱼官方合作伙伴 中,工业镜头的选型一直以来是比较繁琐的过程,需要了解镜头的具体用途、使用环境、经过多方实验才能确定最终参数。一颗小小的镜头选型会直接影响到机器雷竞技斗鱼官方合作伙伴 整体性能,合理选择和安装镜头,是机器雷竞技斗鱼官方合作伙伴 设计的重要环节。选择不适合的镜头就可能无法发挥镜头成像功能,无法得到清晰质量图像从而影响产品检测质量。如何化繁为简,一篇文章带您了解镜头选型全部要点。

1、镜头构成

工业相机典型镜头可以分为透镜组和光阑两部分。

透镜,单个透镜是进行光束变换的基本单元。常见的有凸凹透镜两种,凸透镜对光线具有会聚作用,凹透镜对光线具有发散作用。镜头设计中常将这两类透镜结合使用,校正各种像差和失真,以达到满意成像效果。

光阑,约束进入镜头的光束成分。使有益的光束进入镜头,而有害的光束不能进入镜头。光阑可分为孔径、视场、消杂光光阑3种。

小结,透镜和光阑都是镜头重要光学功能单元,透镜侧重于光束变换(例如实现一定组合焦距、减少像差等),光阑侧重于光束的取舍约束。

2、镜头主要参数

焦距,即传感器到相机镜头光线聚焦位置的距离。通常以毫米为单位,能够传达大量有关待捕获图像类型信息。焦距大小决定视角的大小,焦距数值小,视角大,所观察的范围也大;焦距数值大,视角小,观察范围小。根据焦距能否调节,可分为定焦镜头和变焦镜头两大类。

光圈,用F表示,以镜头焦距和通光孔径比值来衡量。每个镜头上都标有最大F值,例如 8mm /F1.4代表最大孔径为 5.7mm。F值越小,光圈越大;F值越大,光圈越小。

接口,包含C、CS、F、V、T2、M42x1、M75x0.75等等。

景深,被摄物体聚焦清楚后,在物体前后一定距离内,其影像仍然清晰的范围。景深随镜头光圈值、焦距、拍摄距离而变化。

变焦,通过光学系统中的两组(或更多)透镜相对移动,改变整个系统的组合焦距,保证像面位置不动,使图像放大倍率且成像始终清晰。

与单组移动式调焦不同,单组移动式调焦意在改变成像面的位置。而变焦意在改变镜头焦距,要求稳定像面不动。

3、镜头种类

按光学放大倍率及焦距划分,镜头的类型如下:

显微镜:体视显微镜、生物显微镜、金相显微镜、测量显微镜;

常规镜头:鱼眼镜头(6-16mm)、超广角镜头(17-21mm)、广角镜头(24-35mm)、标准镜头(45-75mm)、长焦镜头(150-300mm)、超长焦镜头(300mm以上);

特殊镜头:微距、远距、远心、红外、紫外镜头等。

4、从6方面考虑,告别选择困难症

波长&变焦

优先确定镜头是否需要变焦。成像过程中需要改变放大倍率的应用,采用变焦镜头,否则采用定焦镜头。

确定镜头工作波长,需要考虑3个问题,①是否采取滤光措施?②单色光还是多色光?③能否有效避开杂散光的影响?综合考虑后得出镜头的工作波长。

特殊需求优先考虑

明确实际应用特殊需求。例如是否具备测量功能、是否需要远心镜头、成像景深是否很大等等。景深往往不被重视,但它却是任何成像系统必须要考虑因素。

工作距离&焦距

工作距离和焦距需要结合起来考虑。先明确系统分辨率,结合CCD像素尺寸得知放大倍率,再结合空间结构约束测算物像距离,进一步估算镜头的焦距。

像面大小&像质

所选镜头像面大小要与相机感光面大小兼容,遵循“大兼容小”原则,相机感光面不能超出镜头标示的像面尺寸,否则边缘视场像质差。像质应关注MTF和畸变两项,在测量应用中,尤其应该重视畸变。

光圈&接口

镜头光圈主要影响像面的亮度。但最终的图像亮度是由多种因素共同决定,包括增益、积分时间、光源等。为了获得目标图像亮度有较多环节需要一同调整。

镜头接口是指镜头与相机的连接口,它们两者需要匹配,不能直接匹配要考虑使用转接器。

成本

如果以上因素考虑完成后有多个镜头都能满足要求,则考虑成本进行择优选用。

5、热门工业镜头推荐

为8k7μ线扫相机而设计

超高性价比的长步道LS6016A,60mm8k7μ,标准焦段及倍率可供选择,该系列倍率覆盖0.02X-0.4X,V-Mount,灵活适配不同接口相机,适用于锂电等大尺寸检测。

为16K3.5μ线扫相机而设计

高品质、高解析度施耐德线扫镜头SAPPHIRE0.02/0.23x,95mm16K3.5μ,400~1000nm光谱响应范围内具有较高的分辨率;带有调焦结构和光圈调节可锁定,0.02x~0.28x倍率范围,满足不同应用需求,是高端制造业首选。

为大靶面、高像素成像系统设计

Coolens视清DTCM全系列双侧远心镜头DTCM35FH-48,多种组合并可实现双倍率,内置同轴光等功能。FOV从26mm到300mm,满足对不同视场的需求。

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