在工业图像处理中,物镜可确保对测试对象进行清晰、准确的成像。在这种情况下,可以优化清晰度、对比度、光线强度和失真等重要参数。
- C 口:标准接头 1"-32 UN,直径 25.4 mm,法兰间距 17.5 mm
- CS 口:1"-32 UN,直径 25.4 mm,法兰间距 12.5 mm(通过转接器兼容 C 口)
- F 口:卡口接头直径约 44 mm,通常用于高分辨率或大型传感器(可适配 C 口)
- S 口:M12 × 0.5 mm 螺纹,通常用于嵌入式系统
物镜端口的选择取决于摄像头端口的兼容性和传感器格式。在开放式系统中,工业图像处理通常使用 C 口物镜,而带有自动对焦模块的集成物镜系统通常使用 S 口端口。
光圈设置会影响传感器上的光量和焦深。
较小的光圈开口可增加焦深,但可减少光量。较大的光圈开口可让更多光线照射到传感器上,但会显著降低焦深。对于许多应用,更小的光圈开口与外部照明相结合是最佳选择。
失真是指图像的几何失真:
- 枕形畸变(1):边缘向内弯曲
- 桶形畸变(2):边缘向外弯曲
精确的测量应用需要低失真物镜。在许多情况下,软件校准可以纠正失真。
远心物镜不仅聚焦在图像中心,而且在图像边缘垂直聚焦于对象。无论物体的距离如何,它们都能以固定的成像比例生成图像,用于:
- 精确的测量应用
- 具有高度差异的对象
相反,偏心物镜以透视方式呈现物镜。
首先在实时图像中进行精细对焦,直至在边缘达到最大过渡对比度,从而优化物镜的对焦。然后,应调整光圈,以达到最小景深,并为特定应用确定正确的景平面。
对焦后,用锁定螺钉固定焦点,以确保即使在振动和震动下也能保持稳定的设置。对于工业系统,还提供额外的电动对焦单元,可实现精确且可重复的对焦。
在选择合适的物镜时,应当明确以下问题:
- 螺纹是否适合摄像头?
- 焦距是否适合传感器和视野?
- 相对于像素大小而言,分辨率是否足够?
- 像圈是否足够大以容纳传感器?
- 是否存在失真或边缘模糊?
- 物镜是否需要特别结实?
- 光线强度是否足以满足曝光时间?
- 是否需要一个保护管?