镜片选择的基础

镜头选择和效果的基础

图像处理是通过计算来检测像素密度数据变化的过程。因此，稳定的检测需要清晰的图像投影。透镜的选择是决定基于图像处理的检测性能的重要因素。本节介绍选择正确镜头所需的基本知识。

图像处理大致由以下四个步骤组成。

许多视觉传感器制造商专注于解释步骤3，“处理图像数据”，并在他们的目录中强调控制器的处理能力。而第一步“捕捉图像”是图像处理准确稳定最重要的一步。使第一步成功的关键是正确选择镜头和照明系统。本基本指南详细介绍了如何通过选择合适的镜头成功捕捉图像。

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即使使用高性能的控制器，也很难始终如一地检测出左侧图像中的缺陷。有了正确的知识组合，就很容易创建一个高度聚焦的图像，就像右边的图像一样。

清晰图像是图像处理中最重要的部分。
以下三点对于高精度、稳定的检测是必不可少的。

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照相机的镜头由多个镜头、一个虹膜光圈(亮度)环和一个聚焦环组成。

虹膜光圈和对焦应由操作人员看着相机的显示器屏幕调整，以确保图像“明亮和清晰”。
(有些镜头有固定的调节系统)

※在选择镜头时，需要考虑很多方面，如视场、焦距、焦距和畸变。本指南着重于两个对所有应用都很重要的要点，“选择一个镜头来匹配视场”和“对焦一个大景深的图像”。

焦距是透镜的一种规格。典型的工厂自动化镜头焦距为8毫米0.32”/ 16毫米0.63”/ 25毫米0.98”/ 50毫米1.97”。从目标的必要视野和镜头的焦距，可以确定WD(工作距离)。

WD和视图大小由焦距和CCD大小决定。当不使用闭合环时，可以应用以下比例表达式。

工作距离:视角=焦距:CCD尺寸

例1:当焦距为16 mm 0.63”，CCD尺寸为3.6 mm 0.14”时，WD应为200 mm 7.87”，使视场为45 mm 1.77”。

如图所示，安装摄像机。指示高度的刻度带，贴在斜坡上。在这种情况下，拍照是为了比较光圈。

以下图片是用KEYENCE的高分辨率CA-LH16镜头和标准CV-L16镜头拍摄的。成像质量的差异是由镜头材料和结构造成的。使用高分辨率镜头可以产生更高对比度的图像。

下面是用KEYENCE的24万像素和200万像素的相机拍摄的同一目标的照片，并用PC机进行放大。哪张图把字符显示得更清楚?当然是200万像素的相机。在使用图像处理技术时，图像质量的差异直接影响到检测的精度。根据应用选择相机也很重要。

传统图像(24万像素)，200万像素

失真是捕获图像的中心和边缘区域之间的变化比率。由于透镜的像差，在捕捉到的图像边缘处的畸变更为明显。有两种类型的畸变:筒形畸变和针垫畸变。一般的规则是，当畸变值的绝对值很小时，镜头提供较高的精度。例如，失真较小的镜头应该用于尺寸测量。长焦距的透镜通常失真较小。

高质量的图像是图像处理的基础。有一些是镜片选择的基本知识:

下一节将讨论“照明选择”。与本指南中讨论的镜头选择技术一样，在使用图像处理技术时，照明选择是决定检测精度的一个重要因素。下一个指南将概述选择适当照明的要点。