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如何选择远心镜头及其定制开发

发布时间: 2017-08-03   阅读次数: 

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通过上一章节的内容我们大概对远心镜头的成像特性与优势应用有了一些认识,远心镜头区别于其他光学镜头,有着自己独有的一些参数,我们应该怎么去在项目方案阶段选择适合自己的远心镜头呢?如果市面上找不到适合自己需要的远心镜头该怎么办呢?这一节,主要针对这两个问题我们来做详细的说明。

远心镜头的选型

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A:远心镜头与相机的匹配

远心镜头主要是为了解决机器视觉项目的图像问题而设计开发的一种系列产品。所以远心镜头主要围绕工业相机做匹配设计的,镜头和相机的接口一般也是常规的标准接口:C接口、F接口、M42接口、M58接口等。这些接口是镜头和相机它连接在一起的物理标准,它不光对应了不同规格尺寸的卡口或螺纹对应尺寸,它还对应了标准的法兰距(相机接口端面到芯片之间的距离),一般1.2英寸极其以下靶面芯片的工业相机以C接口为主。

我们对双远心镜头的选择首先要考虑和选择的相机所匹配,接口要一致,如果接口不一致,要考虑是否可以加转接口,一般法兰距大的镜头对应法兰距小的相机可以考虑通过增加转接口的方式来匹配,反之就不行。

对应了相机和镜头的物理接口后,我们要考虑镜头像面和相机芯片的匹配,对于远心镜头来说一般像面越大价格越高,所以我们在选择时尽量考虑相机芯片规格和镜头像面规格一致的配合,如果镜头的像面直径大于相机芯片的对角线,那对镜头来说会产生成本浪费,和视野损失,如果镜头像面直径小于相机芯片的对角线,那么最后的成像就会有暗角、黑角的问题。

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市面上主流相机镜头法兰距

B:远心镜头的倍率和视野

通过前面章节的介绍,我们知道远心镜头的视野等于芯片的尺寸/镜头的倍率,因为远心镜头的倍率都是固有参数,且倍率属于远心镜头最核心的问题,它是不会发生变化的,所以我们在选择时,可以直接查找镜头的倍率来做计算。

在这里特别要注意,因为相机芯片长短边比例不一致,所以一定要分开计算矩形视野的长宽。

C:远心镜头的工作距离、光圈、景深

远心镜头一般都有固定的工作距离,因为远心镜头属于物像共轭镜头,镜头的物距和像距都是成比例关系的,像距的变化会导致物距的变化,一般行业内严谨的企业都会在出厂前对远心镜头做物距标定,标定的方式一般会参考标准的法兰距镜头,因为不同厂家镜头有着相对有差异的法兰距,所以远心镜头在实际使用的时候物距一般会有+-3%的差距。

从前几章我们可以看出,镜头光圈和景深有着直接的对应关系。对于远心镜头来说,一般为了标定同样的像面照度和景深,都会做固定的光圈机构,因此每一款镜头都会有固定的景深范围和光圈规格。单远心镜头的光圈一般用N。A表示,双远心镜头的光圈一般用F#来表示。

对于有些项目需要的景深、物距等如果找到比较接近的产品,建议一般可以咨询一下厂家可以在标准产品上做针对性的参数调整,以满足项目需要。这样无论从成本、效率、周期上考虑都是最有价值的解决方案。

远心镜头的定制开发

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远心镜头不同于定焦和其他类别的光学镜头,它本身没有统一的行业标准,各家做的产品类别也是不尽相同。目前机器视觉的项目以非标项目居多,很多时候选择到合适自己使用需求的产品是一件非常困难的事。

镜头的口径、长度、物距、倍率、光圈(景深)、像面尺寸等都可以根据使用要求和镜头研发企业来沟通,面对周期、成本等因素,也许一支适合自己项目需求的镜头才是最优的方案。

BTOS远心光学依托维视图像和欣维视觉,在大量视觉案例的基础上不断的提升更新自身产品的参数性能和应用创新,已经为国内很多知名的客户定制开发了几十种远心产品,在产品定制开发上可以以专业、契合的态度为客户做好产品服务。