機器視覺檢測系統中工業相機的約束距離介紹

作為機器視覺檢測系統設計的重要一環，承當將光信號轉變成電信號功用的工業相機不只直接決定著所收集到的圖像分辨率、圖像質量等，同時也與整個系統的運行方式直接相關。  自動化機器裝配線和視覺系統所需的空間差異是十分大的，距離可以從幾米到幾百米。作業距離指的是當圖像在焦距設計內的時分，照相機鏡頭前端和物體之間的距離。它約束了視覺系統以及和視覺系統同時作業的設備所需要的空間。有一些運用，比如通過真空爐端口調查，作業距離十分活絡，近焦鏡頭和長作業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，作業距離就只有幾個英寸。  在極限設計內，通過鏡頭從頭對焦，可以改動作業距離。無限共軛鏡頭的對焦距離可以從作業距離一直到無限遠，有限共軛鏡頭則有一個特定作業距離設計。  存放和加載約束，包括用于艱苦環境的保護外殼，有必要具有滿意的柔性，可以根據作業距離進行調整。比如在許多裝置場合，感興趣的產品區域和產品線可能在檢測過程中發生改動，這就要求視覺檢測系統和視覺元件可以根據若干種傳感條件進行調整。許多照相機鏡頭需要平穩加載，但是當物體空間（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。縮放鏡頭可以調整照相機系統的視場，而不需要改動作業距離。一些縮放系統的元件可以定制組成特別類型的系統。度量衡和顯微運用需要以微米為單位進行擴展，這些鏡頭系統可以同顯微鏡下的物體對應。縮放鏡頭保持著高解析度，但是本錢高昂。其他一種方案，鏡頭隔絕器十分經濟，并且可以縮短作業距離、減小鏡頭的可視設計。但是不幸的是，這會帶來曲解同時下降解析度。因而，除非空間調整是在5mm之內或許鏡頭的設計就帶有隔絕器，否則隔絕器不是一個引薦的方案。  存放和加載約束，包括用于艱苦環境的保護外殼，有必要具有滿意的柔性，可以根據作業距離進行調整。比如在許多裝置場合，感興趣的產品區域和產品線可能在檢測過程中發生改動，這就要求視覺系統和視覺元件可以根據若干種傳感條件進行調整。許多照相機鏡頭需要平穩加載，但是當物體空間（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設計取決于有效焦距、可接受的迷糊直徑。有一些鏡頭被設計成超焦或答應超焦的，這就意味著焦內的遠點可以拓寬到無限遠。這種技術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助進行調整。  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距離設計，在每一個作業距離點構成有限的景深。集成商在為一個項目選擇遠心鏡頭的時分，既需要考慮作業距離設計，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、每一個環節都可以掃描到，通過調整焦距來發現每個缺陷。但是，同縮放鏡頭不通，變焦鏡頭的作業距離也可以改動，可以根據需要進行從頭定位。