工作距离是指镜头前端到被拍摄物体的距离,它直接影响成像质量、视野范围、放大倍率以及系统的空间布局,不同的应用场景对工作距离有不同的要求。
工业镜头适应不同的工作距离,主要通过以下几种方法来实现:
1.使用定焦镜头并调整后焦
这是工业领域最为常见的一种方法。工业镜头通常带有一个对焦环或后焦调节环,当更换工作环境,工作距离发生变化时,手动旋转这个调节环,其实就是精细地改变整个镜头光学组件相对于图像传感器(相机靶面)的距离。这个主要基于透镜的成像公式1/f=1/u+1/v(f:焦距,u:物距/工作距离,v:像距/后焦),因为定焦镜头的焦距是固定的,当工作距离(u)改变时,必须相应地微调像距(v),才能在传感器上重新获得清晰的图像。
2.选择不同焦距的镜头
不同焦距的镜头有其天然适合的工作距离范围。例如,较长焦距的镜头适合较远的工作距离,但视场角小,如25mm、35mm、50mm等焦距,适用于远距离拍摄或检测,如大型生产线、仓库等场景;较短焦距的镜头适合较近的工作距离,且视场角大,如4mm、6mm等焦距,适用于近距离拍摄或检测,如精密零部件、电路板等;中等焦距的镜头,如8mm、12mm、16mm等焦距,适用于中等大小的物体检测,如生产线上的产品检测、包装线上的条码识别等。
展开剩余68%3.选择不同类型的镜头
不同类型的镜头能够适应不同的工作距离。例如,变焦镜头通过移动镜头内部的多组镜片来连续地改变镜头的焦距,根据光学公式,焦距改变后,为了对焦清晰,像距也需要相应调整,从而适应不同的工作距离,适用于需要频繁调整焦距的场景,如管道检测;远心镜头通过特殊的设计减少光学畸变,提高测量精度,通常具有固定的工作距离,能够适应不同的检测需求,适用于高精度的检测场景,如电路板检测;定焦镜头的焦距固定,但可以通过延长管(接圈)来增加像距,从而减小工作距离(物距)。
4.使用延长环
这是一种物理方法,是实现微距摄影的常用手段,主要是通过在镜头和相机机身之间加装不同厚度的金属环(延长环),来增加像距。当需要大幅缩短工作距离(例如进行超近距离的特写拍摄)时,增加像距是必须的。需要注意的是,加装延长环后,必须重新调整镜头的对焦环,才能在新的像距下对焦清晰。
5.使用机械升降台
当被拍摄物体或镜头需要频繁改变工作距离(如检测不同高度的工件)时,还可通过机械升降台(手动旋钮式或电动丝杠式)调节“物体与镜头的相对距离”,而无需改变镜头的本身结构。手动升降台,主要适用于实验室调试、小批量检测,如样品的高度差异大,需手动微调 工作距离;电动升降台,主要适用于自动化产线,通过电机驱动实现工作距离的精准定位(精度可达 0.01mm),并与相机、光源联动,如工作距离调整后自动触发拍摄。
6.使用增距镜
增距镜,又称远摄增距镜,是带光学镜片的配件,安装在镜头与相机之间,通过放大镜头的像方光束,等效增加镜头焦距,如2X增距镜可将25mm焦距的镜头变为50mm,从而在相同倍率下延长工作距离,以此实现超远距拍摄。需要注意的是,增距镜会降低镜头的分辨率,且进光量减少,如使用2X增距镜的进光量仅为原镜头的1/4,需选择高分辨率的镜头搭配使用。此外配资咨询平台,增距镜还有倍率限制,常见的如1.5X、2X,过高倍率会导致成像质量严重下降。
此外,在某些情况下,还可以通过调整相机和镜头的安装高度来改变工作距离。
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