機器視覺檢測系統(tǒng)中工業(yè)相機的約束距離介紹

作為機器視覺檢測系統(tǒng)設(shè)計的重要一環(huán)，承當(dāng)將光信號轉(zhuǎn)變成電信號功用的工業(yè)相機不只直接決定著所收集到的圖像分辨率、圖像質(zhì)量等，同時也與整個系統(tǒng)的運行方式直接相關(guān)。  自動化機器裝配線和視覺系統(tǒng)所需的空間差異是十分大的，距離可以從幾米到幾百米。作業(yè)距離指的是當(dāng)圖像在焦距設(shè)計內(nèi)的時分，照相機鏡頭前端和物體之間的距離。它約束了視覺系統(tǒng)以及和視覺系統(tǒng)同時作業(yè)的設(shè)備所需要的空間。有一些運用，比如通過真空爐端口調(diào)查，作業(yè)距離十分活絡(luò)，近焦鏡頭和長作業(yè)距離視頻顯微鏡頭都可以運用。其他的運用，比如強電微觀檢測，作業(yè)距離就只有幾個英寸。  在極限設(shè)計內(nèi)，通過鏡頭從頭對焦，可以改動作業(yè)距離。無限共軛鏡頭的對焦距離可以從作業(yè)距離一直到無限遠，有限共軛鏡頭則有一個特定作業(yè)距離設(shè)計。  存放和加載約束，包括用于艱苦環(huán)境的保護外殼，有必要具有滿意的柔性，可以根據(jù)作業(yè)距離進行調(diào)整。比如在許多裝置場合，感興趣的產(chǎn)品區(qū)域和產(chǎn)品線可能在檢測過程中發(fā)生改動，這就要求視覺檢測系統(tǒng)和視覺元件可以根據(jù)若干種傳感條件進行調(diào)整。許多照相機鏡頭需要平穩(wěn)加載，但是當(dāng)物體空間（物體和鏡頭之間的距離）遭到約束，改動像空間（imagespace，鏡頭與圖像之間的距離），就可以改動作業(yè)距離。

像空間可以運用兩種辦法進行改動：通過縮放功用或許隔絕。縮放鏡頭可以調(diào)整照相機系統(tǒng)的視場，而不需要改動作業(yè)距離。一些縮放系統(tǒng)的元件可以定制組成特別類型的系統(tǒng)。度量衡和顯微運用需要以微米為單位進行擴展，這些鏡頭系統(tǒng)可以同顯微鏡下的物體對應(yīng)。縮放鏡頭保持著高解析度，但是本錢高昂。其他一種方案，鏡頭隔絕器十分經(jīng)濟，并且可以縮短作業(yè)距離、減小鏡頭的可視設(shè)計。但是不幸的是，這會帶來曲解同時下降解析度。因而，除非空間調(diào)整是在5mm之內(nèi)或許鏡頭的設(shè)計就帶有隔絕器，否則隔絕器不是一個引薦的方案。  存放和加載約束，包括用于艱苦環(huán)境的保護外殼，有必要具有滿意的柔性，可以根據(jù)作業(yè)距離進行調(diào)整。比如在許多裝置場合，感興趣的產(chǎn)品區(qū)域和產(chǎn)品線可能在檢測過程中發(fā)生改動，這就要求視覺系統(tǒng)和視覺元件可以根據(jù)若干種傳感條件進行調(diào)整。許多照相機鏡頭需要平穩(wěn)加載，但是當(dāng)物體空間（物體和鏡頭之間的距離）遭到約束，改動像空間（imagespace，鏡頭與圖像之間的距離），就可以改動作業(yè)距離。  這樣解析度和對比度都會遭到不好的影響。出于這個原因，DOF同指定的解析度和對比度相配合。當(dāng)景深必定的情況下，DOF可以通過縮小鏡頭孔徑（也便是增加F/#值）來變大，同時也需要光線增強。

鏡頭的DOF設(shè)計取決于有效焦距、可接受的迷糊直徑。有一些鏡頭被設(shè)計成超焦或答應(yīng)超焦的，這就意味著焦內(nèi)的遠點可以拓寬到無限遠。這種技術(shù)一般運用在定焦鏡頭上，景深效果很深，但是卻可以通過虹膜的協(xié)助進行調(diào)整。  不要把遠心鏡頭和大景深鏡頭弄混了。遠心鏡頭可以使機器視覺檢測系統(tǒng)操控擴展率、消除潛在差錯，所以同尺寸的物體在照片上高度都是一致的，無論它距離照相機有多遠。這種鏡頭一個實踐運用的比如是剖析計算機電路板。遠心鏡頭一般有一個作業(yè)距離設(shè)計，在每一個作業(yè)距離點構(gòu)成有限的景深。集成商在為一個項目選擇遠心鏡頭的時分，既需要考慮作業(yè)距離設(shè)計，還需要考慮景深效果。  在許多情況下，比如說管道檢測，可以運用變焦鏡頭取得較大的景深。變焦鏡頭和縮放鏡頭很相似，運用在需要常常變換焦距的場合。這些鏡頭常常是馬達驅(qū)動的，可以確保在對焦平面上滑潤移動。運用這樣的鏡頭，整個管道、每一個環(huán)節(jié)都可以掃描到，通過調(diào)整焦距來發(fā)現(xiàn)每個缺陷。但是，同縮放鏡頭不通，變焦鏡頭的作業(yè)距離也可以改動，可以根據(jù)需要進行從頭定位。