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工业相机镜头的选择过程，是将工业相机镜头各项参数逐步明确化的过程。作为成像器件，工业相机镜头通常与光源、相机一起构成一个完整的图像采集系统，因此工业相机镜头的选择受到整个系统要求的制约。一般地可以按以下几个方面来进行分析考虑。
; N B1 H9 |( p( X0 {, k1、波长、变焦与否1 G# v8 R( L0 a
工业相机镜头的工作波长是否需要变焦是比较容易先确定下来的，成像过程中需要改变放大倍率的应用，采用变焦镜头，否则采用定焦镜头就可以了。8 j1 v/ j2 I$ S" ^5 O' V! f, C2 @
关于工业相机镜头的工作波长，常见的是可见光波段，也有其它波段的应用。是否需要另外采取滤光措施？单色光还是多色光？能否有效避开杂散光的影响？把这几个问题考虑清楚，综合衡量后再确定镜头的工作波长。2 e# G0 f$ z4 T5 P9 h7 y
2、特殊要求优先考虑, [4 H+ t0 P2 Y8 N3 T7 A
结合实际的应用特点，可能会有特殊的要求，应该先予明确下来。例如是否有测量功能，是否需要使用远心镜头，成像的景深是否很大等等。景深往往不被重视，但是它却是任何成像系统都必须考虑的。2 Z4 h, ^0 \7 v0 }2 }. p; q
# V( v/ ?: U" v0 @# Q& F3 ]3、工作距离、焦距/ q2 V) n5 s% d( \4 i
工作距离和焦距往往结合起来考虑。一般地，可以采用这个思路：先明确系统的分辨率，结合CCD像素尺寸就能知道放大倍率，再结合空间结构约束就能知道大概的物像距离，进一步估算工业相机镜头的焦距。所以工业相机镜头的焦距是和工业相机镜头的工作距离、系统分辨率（及CCD像素尺寸）相关的。4 X7 V( H+ R; j6 l
4、像面大小和像质9 _1 c% S9 R: [2 o% R2 _ h
所选工业相机镜头的像面大小要与相机感光面大小兼容，遵循"大的兼容小的"原则——相机感光面不能超出镜头标示的像面尺寸——否则边缘视场的像质不保。像质的要求主要关注MTF和畸变两项。在测量应用中，尤其应该重视畸变。
) ?+ V6 \# \7 @) o2 F5、光圈和接口! o2 ^' L- B% S0 ~3 L
工业相机镜头的光圈主要影响像面的亮度。但是现在的机器视觉中，最终的图像亮度是由很多因素共同决定的：光圈、相机增益、积分时间、光源等等。所以为了获得必要的图像亮度有比较多的环节供调整。
: G* Z7 G7 d. {, C+ g工业相机镜头的接口指它与相机的连接接口，它们两者需匹配，不能直接匹配就需考虑转接。
; O' J7 w0 m# L* `" X3 l6、成本和技术成熟度& f( X/ v2 k! o
如果以上因素考虑完之后有多项方案都能满足要求，则可以考虑成本和技术成熟度，进行权衡择优选取。
# w H7 `# H' Q例如，要给硬币检测成像系统选配工业相机镜头，约束条件：相机CCD 2/3英寸，像素尺寸4.65μm，C口。工作距离大于200mm，系统分辨率0.05mm。光源采用白色LED光源。
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9 V6 t5 |. @. A8 C9 H" Y# C! t基本分析如下：" q2 d3 ?7 F4 k: g
1. 与白色LED光源配合使用的，镜头应该是可见光波段。没有变焦要求，选择定焦镜头就可以了。* y- }) p5 G0 L" ?
2. 用于工业检测，其中带有测量功能，所以所选镜头的畸变要求小。" o* [+ ^! i% k1 Z* C6 W. j6 }9 r1 G
3. 工作距离和焦距
2 b7 C1 i. g& M6 D成像的放大率M=4.65/（0.05x1000）=0.093
2 a& a/ i* M! Q' h$ Z焦距f'=L*M/（M+1）=200*0.093/1.093=17mm
% j$ ]# b: N+ B7 V物距要求大于200mm，则选择的镜头要求焦距应该大于17mm。6 e& z, S* W3 F1 R: o6 ^1 ?* _
4. 选择镜头的像面应该不小于CCD尺寸，即至少2/3 英寸。
0 n4 ]2 P# |3 b! E4 h; \" H5. 镜头的接口要求是C口，能配合相机使用。光圈暂无要求。
8 _. x# s0 K' }$ x从以上几方面的分析计算可以初步得出这个镜头的"轮廓"：焦距大于17mm，定焦，可见光波段，C口，至少能配合2/3英寸CCD使用，而且成像畸变要小。按照这些要求，可以进一步的挑选，如果多款镜头都能符合这些要求，可以择优选用。, r! \+ ]0 P2 D8 s: F& N c* @" D
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发表于 2020-11-26 14:02:59
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