如何选择镜头

镜头是工业视觉系统的一个重要组成部分正确地选择镜头是视觉系统设计的很重要的一环。这里给大家提供镜头选择的一个基本思路。

1. 工作波长、变焦与定焦

视觉系统通常使用环境是在可见光范围内，这样的镜头是我们最常用的，也有一些系统比较特殊，使用环境是在紫外或者红外波段，需要选用专门的紫外或者红外镜头。

大多数视觉系统的工作距离和放大倍数是不变的，因此镜头焦距也是固定的，但部分系统需要在工作距离变化后保持放大倍数稳定，或者在工作距离不变的情况下获得不同的放大倍数，这样我们需要选用变焦镜头。

2. 远心镜头与标准工业镜头
对于精密测量的系统，需要选用远心镜头，它的特点是:物体在景深范围内移动，光学放大倍数不变，这就避免了测试过程中工作距离的轻微改变导致系统放大倍数的变化，保证了系统规定测量精度。对于一般的工业测量、缺陷检测或者定位等，对物体成像的放大倍率没有严格要求，只要选用畸变小的镜头，就可以满足要求。

3. 靶面大小与分辨率

镜头成像面大小必须大于与之配套的CCD相机的靶面，这样CCD相机的芯片才能得到充分的利用。

镜头的选择要考虑其分辨率要与相机的像元大小等匹配，这样设计的系统能充分利用CCD相机的分辨精度，还能使系统的经济性达到最佳。

4. 视场角与焦距

通过系统要求的视场角可以找到对应焦距的镜头，而通过系统提供的分辨率和相机的像元等参数，可以利用基本的几何光学原理计算出合适的系统焦距。

下面来看一个实际的镜头选型的例子:为视觉检测系统选择镜头，已知条件是:相机靶面为2/3"，像元尺寸为6.45um x6.45um ，C-mount，工作距离大于200mm，系统分辨率为0.05mm，光源采用白色LED光源。

第一:因为采用白色光源，所以肯定是普通的可见光镜头;

第二:工作距离不变，分辨率固定，可以知道镜头是定焦镜头;

第三:相机的Nyquist频率为:1000/(2x6.45)=77.5，所选用的镜头分辨率应该不小于77.5lp/mm，这样才能保证系统分辨率最佳;

第四:工作焦距计算:镜头放大倍数为M=6.45/(0.05X1000)=0.13，焦距=工作距离*放大倍数/(放大倍数+1)=23mm，选择25mm焦距的镜头;

第五:根据以上说明，我们选择的镜头是:2/3"， C-mount，焦距为25mm，分辨率在80-100lp/mm的工业镜头。