教你如何挑選工業鏡頭

工業相機鏡頭的選擇過程，是將工業相機鏡頭各項參數逐步明確化的過程。作為成像器件，工業相機鏡頭通常與光源、相機一起構成一個完整的圖像采集系統，因此工業相機鏡頭的選擇受到整個系統要求的制約。一般地可以按以下幾個方面來進行分析考慮。

一、波長、變焦與否 

工業相機鏡頭的工作波長是否需要變焦是比較容易先確定下來的，成像過程中需要改變放大倍率的應用，采用變焦鏡頭，否則采用定焦鏡頭就可以了。 

關于工業相機鏡頭的工作波長，常見的是可見光波段，也有其它波段的應用。是否需要另外采取濾光措施？單色光還是多色光？能否有效避開雜散光的影響？把這幾個問題考慮清楚，綜合衡量后再確定鏡頭的工作波長。

二、特殊要求優先考慮 

結合實際的應用特點，可能會有特殊的要求，應該先予明確下來。例如是否有測量功能，是否需要使用遠心鏡頭，成像的景深是否很大等等。景深往往不被重視，但是它卻是任何成像系統都必須考慮的。

三、工作距離、焦距 

工作距離和焦距往往結合起來考慮。一般地，可以采用這個思路：先明確系統的分辨率，結合CCD像素尺寸就能知道放大倍率，再結合空間結構約束就能知道大概的物像距離，進一步估算工業相機鏡頭的焦距。所以工業相機鏡頭的焦距是和工業相機鏡頭的工作距離、系統分辨率（及CCD像素尺寸）相關的。

四、像面大小和像質 

所選工業相機鏡頭的像面大小要與相機感光面大小兼容，遵循“大的兼容小的”原則——相機感光面不能超出鏡頭標示的像面尺寸——否則邊緣視場的像質不保。  像質的要求主要關注MTF和畸變兩項。在測量應用中，尤其應該重視畸變。

五、光圈和接口 

工業相機鏡頭的光圈主要影響像面的亮度。但是現在的機器視覺中，*終的圖像亮度是由很多因素共同決定的：光圈、相機增益、積分時間、光源等等。所以為了獲得必要的圖像亮度有比較多的環節供調整。

 工業相機鏡頭的接口指它與相機的連接接口，它們兩者需匹配，不能直接匹配就需考慮轉接。 

六、成本和技術成熟度 

如果以上因素考慮完之后有多項方案都能滿足要求，則可以考慮成本和技術成熟度，進行權衡擇優選取。

 例如，要給硬幣檢測成像系統選配工業相機鏡頭，約束條件：相機CCD 2/3英寸，像素尺寸4.65μm，C口。工作距離大于200mm，系統分辨率0.05mm。光源采用白色LED光源。

基本分析如下：  

1. 與白色LED光源配合使用的，鏡頭應該是可見光波段。沒有變焦要求，選擇定焦鏡頭就可以了。  

2. 用于工業檢測，其中帶有測量功能，所以所選鏡頭的畸變要求小。 

3. 工作距離和焦距 

成像的放大率M=4.65/（0.05x1000）=0.093 

焦距f’=L*M/（M+1）=200*0.093/1.093=17mm  

物距要求大于200mm，則選擇的鏡頭要求焦距應該大于17mm。 

4. 選擇鏡頭的像面應該不小于CCD尺寸，即至少2/3 英寸。 

5. 鏡頭的接口要**C口，能配合相機使用。光圈暫無要求。 

從以上幾方面的分析計算可以初步得出這個鏡頭的“輪廓”：焦距大于17mm，定焦，可見光波段，C口，至少能配合2/3英寸CCD使用，而且成像畸變要小。按照這些要求，可以進一步的挑選，如果多款鏡頭都能符合這些要求，可以擇優選用。