工业镜头选型要注意什么

创安光电 2023-06-13 14:13:14

1.工业镜头的接口

镜头的接口尺寸主流为三种接口型式,即F型、C型、CS型。F型接口是通用型接口,一般适用于焦距大于25mm的镜头;而当物镜的焦距约小于25mm时,因物镜的尺寸不大,便采用C型或CS型接口,也有一部分采用M12接口。

C接口和CS接口的区别:

C接口与CS接口的区别在于镜头与摄像机接触面至镜头焦平面(摄像机CCD光电感应器应处的位置)的距离不同,C型接口此距离为17.53mm,CS型接口此距离为12.5mm。

C型镜头与C型摄像机、CS型镜头与CS型摄像机可以配合使用。C型镜头与CS型摄像机之间增加一个5mm的C/CS转接环可以配合使用。CS型镜头与C型摄像机无法配合使用。

2.工业镜头的基本参数

①视场(Field of view,即FOV,也叫视野范围):指观测物体的可视范围,也就是充满相机采集芯片的物体部分。(视场范围是选型中必须要了解的)

②工作距离(Working Distance,即WD):指从镜头前部到受检验物体的距离。即清晰成像的表面距离(选型必须要了解的问题,工作距离是否可调,包括是否有安装空间等)。

③分辨率:图像系统可以测到的受检验物体上的最小可分辨特征尺寸。在多数情况下,视野越小,分辨率越好。

④景深(Depth of view,即DOF):物体离最佳焦点较近或较远时,镜头保持所需分辨率的能力。(需要了解客户对景深是否有特殊要求)

3.工业镜头的其他参数

①感光芯片尺寸:相机感光芯片的有效区域尺寸,一般指水平尺寸。这个参数对于决定合适的镜头缩放比例以获取想要的视场非常重要。镜头主要缩放比例(PMAG)由感光芯片的尺寸和视场的比率来定义。虽然基本参数包括感光芯片的尺寸和视场,但PMAG却不属于基本参数。

②焦距(f):焦距,是光学系统中衡量光的聚集或发散的度量方式,指从透镜的光心到光聚集之焦点的距离。亦是照相机中,从镜片中心到底片或CCD等成像平面的距离。(需要记住的公式):f={工作距离/视野范围长边(或短边)}×CCD长边(或短边)

焦距大小的影响情况:焦距越小,景深越大;焦距越小;畸变越大;焦距越小,渐晕现象越严重,使像差边缘的照度降低。

③解析度:表示一组物镜所能见到2点的最小间隔。

0.61×使用波长(λ)/NA=解析度(μ)

以上的计算方法理论上可以计算出解析度,但不包括失真。

※使用波长为550nm

④解像力:1mm中间可以看到黑白线的条数,单位(lp)/mm。

MTF(Modulation Transfer Function)

⑤失真(distortion):衡量镜头性能的指标之一,又称畸变,指被摄物平面内的主轴外直线,经光学系统成像后变为曲线,则此光学系统的成像误差称为畸变。畸变像差只影响影像的几何形状,而不影响影像的清晰度。

⑥光圈与F值:光栅片是一个用来控制镜头的通光量装置,它通常是在镜头内。表达光圈大小我们是用F值,如F1.4、F2.0、F2.8等。

⑦光学放大倍率:用于计算主要缩放比例的公式如下:PMAG =感光芯片尺寸(mm)/视场(mm)。

⑧显示放大倍率:显示放大倍率在显微中应用非常广泛,被测物体的显示放大倍率取决于三个因素:镜头光学倍率、工业相机感光芯片的尺寸(靶面大小)、显示器尺寸。

显示放大倍率=镜头光学倍率×显示器尺寸×25.4/耙面对角线尺寸

4.工业镜头的主要类别

分类方式:

•按焦距划分:定焦和变焦;

•按光圈划分:固定光圈和可变光圈;

•按接口划分:C接口、CS接口、F接口等;

•按倍数划分:定倍镜头、连续变倍镜头;

•机器视觉行业常用到的很重要的镜头主要包括FA镜头、远心镜头和工业显微镜等。

5.工业镜头的选择要点

对镜头的选择,我们首先必须先确定客户的需求:

①视野范围、光学放大倍率及期望的工作距离:在选择镜头时,我们会选择比被测物体视野稍大一点的镜头,以有利于运动控制。

②景深要求:对于对景深有要求的项目,尽可能使用小的光圈;在选择放大倍率的镜头时,在项目许可下尽可能选用低倍率镜头。如果项目要求比较苛刻时,倾向选择高景深的尖端镜头。

③芯片大小和相机接口:例如2/3”镜头支持最大的工业相机耙面为2/3”,它是不能支持1英寸以上的工业相机。

④注意与光源的配合,选配合适的镜头。

⑤可安装空间:在方案可选择的情况下,让客户更改设备尺寸是不现实的。

0 阅读:37
创安光电

创安光电

专注高清光学镜头,提供光学图像解决方案