工业镜头怎样什么是工业镜头？工业镜头应用领域有哪些？|上海羊羽卓进出口贸易有限公司

什么是工业镜头？工业镜头应用领域有哪些？

什么是工业镜头？工业镜头，顾名思义，就是专为工业应用而设计的镜头。它们通常具有高分辨率、低畸变、低色散和高耐用性等特点，在工业领域中应用广泛。下面，我们一起来具体了解工业镜头的应用领域。

工业镜头应用领域有哪些？

工业镜头具有高性能、高稳定性和耐用性等特点，能够满足工业应用对于图像质量和可靠性的严格要求。工业镜头在工业领域中被广泛应用于图像监测、质量检测和自动化控制等任务。

1.机器视觉领域

工业镜头在机器视觉领域的应用非常广泛，它们常用于产品质量检测、尺寸测量、表面缺陷检测以及条形码和二维码识别等。在自动化生产线上，通过使用工业镜头来获取产品图像，并结合图像处理软件进行识别和分析，可以实现自动化的品质控制和生产监测等。

2.视频监控领域

工业镜头在安防领域的视频监控系统中发挥着重要作用。它们具有广角、变焦和自动对焦等功能，可以实现全方位、高清晰度的视频监控，在保安、交通监管和城市管理等方面提供可靠的视觉支持。比如：城市公安、银行、学校、商场、工厂等场所的视频监控设备都会使用工业镜头，交通流量监控、车牌识别等一系列的智能交通系统也都需要用到工业镜头。

3.工业检测领域

工业镜头在工业检测领域，尤其是在无损检测中被广泛使用，例如对金属、塑料和玻璃等材料的缺陷检测，对食品和药品进行自动化检查，对产品的外形、尺寸、颜色等进行精确检测。通过使用高分辨率、高对比度和低畸变的工业镜头，可以更好地捕捉和分析产品的表面和内部缺陷，以保证产品质量。

4.医疗影像领域

工业镜头也应用于医疗影像领域，例如，内窥镜、显微镜、CT、X光机等都需要使用工业镜头。工业镜头具有高清晰度、高对比度和良好的低光性能，能够提供清晰的图像，协助医生进行精确定位和手术操作。

此外，工业镜头在无人驾驶、无人机巡航、雷达系统等军事领域也有重要应用；在航天的空间遥感等领域也有应用；科研领域的实验设备如光学显微镜等也需要使用工业镜头进行研究。由此可见，工业镜头的应用范围广泛，作用极大。

工业镜头最简单最专业的评测方法

工业镜头和其他镜头（如单反镜头、行车记录仪镜头、手机镜头）在使用、性能、设计、和生产等方面都是有差异的。所以要知道在评测工业镜头的性能时，我们到底要测哪些指标？专业精密的镜头测试仪器可以对一支镜头给出几十页的报告，价格也非常昂贵。作为镜头使用者而非生产者，只用一些简单的工具加算法也能实现镜头评测。

分辨率

分辨率是工业镜头最重要的参数，描述镜头能看清多少细节。镜头可以看成是一个低通滤波器。信息经过镜头后，带有细节的高频信息会丢失。

测试镜头分辨率，我们首先需要一个分辨率板。USAF1951可以读取镜头能分辨最细的线宽，我们就可以准确的读出镜头的物方分辨率。物方分辨率跟工作距离远近有关，最好换算成像方分辨率。星标板比USAF1951更加直观，但是不能读数。

一定要把视野中心调至最清晰，再分别读取中心和四角的读数。注意下，不同的镜头对比测试时，要保证光圈和工作距离的一致。测试分辨率至少要测中心和四角5个点，好的镜头四角成像差异不大。对FA镜头来说中心成像肯定优于边缘。

两款同样规格不同生产厂商的镜头

第一个镜头有明显的场曲即中心和周边不同步

畸变

光学上以放大倍率的不准确性的定义畸变，即物象空间的坐标不是线性对应的。一般离视野中心越远放大倍率变化越大。

但是由于光学畸变不容易准确测量，我们又创造了一个新的定义：TV畸变=△H/H。

Halcon等图像处理软件在标定畸变时用光学畸变。软件测量畸变大部分用TV畸变。同一支镜头，光学畸变的值要大于TV畸变。用软件Imatest测试畸变是最快速准确的。如果没有条件购买Imatest，可以根据光学畸变的定义写个程序。读取物空间坐标，找出和理论坐标的差异，再除以到中心点的距离，就知道了一个点的畸变值。但光学畸变是非线性的，尤其是混合畸变，可能出现中心枕形边缘桶形畸变。所以要尽可能多的采集点，拟合畸变曲线。

Imatest测试畸变

三个不同镜头的畸变曲线

最简单的办法就是用棋盘格标定板直接肉眼看，甚至用尺子放在视野边缘看弯曲程度。

相对照度

人们常忽视图像中心和边缘的亮度差，这在识别边缘时非常重要，过大的亮度差会导致中心和边缘图像提取特征不稳定。

测试镜头相对照度非常简单，找一块较大的亮度均匀的面光源，先想办法验证光源的亮度均匀性。对光源拍照，取中心和边缘区域平均灰度值的差值，再除以中心区域灰度值，就得到了镜头的相对照度。图像的亮度是从中心到周边逐步变暗的，各方向没有差别，所以只要对一个角取值。相对照度是会随着工作距离变化，一般工作距离越近，相对照度越高。光圈越小，亮度越均匀，相对照度越高。

相对照度曲线

对比度

对比度是经常被忽略的重要参数，人们常混淆了对比度和分辨率这两概念。对比度对应MTF图中的低频区域，分辨率对应高频区域。拍摄分辨率板，在较粗线条的边缘拉一条线，读取黑到白的连续灰度值，再由以下公式计算。

如图，ABC分别是三个镜头的MTF曲线。镜头B比A对比度好，但分辨率差。

在手机面板的检测应用中，镜头的对比度比分辨率更加重要。因为不良点和正常点常常只有个位数的灰度值差异，对比度低的镜头很难将不良点找到。

杂光

工业镜头比起安防、单反和车载镜头，对杂光的要求不高。这是因为大部分机器视觉应用打光较均匀，环境稳定，强光直射入镜头的情况比较少。杂光问题比较难解决，不良现象种类多，不同的环境光下，镜头的不良现象会不同。用一个强光手电筒，可以简单测试镜头抗杂光能力。如果在项目中遇到杂光，请试着调整光源角度，或者安装偏振片。实在不行就需要更换镜头。

高效率镜头测试神器

我司制作了一款方便携带的镜头测试仪，用于给客户演示镜头效果。可以快速测试镜头的分辨率和畸变。比相机实拍检测更快速，五分钟内可以对比两款不同镜头的成像优劣，让镜头的性能不再是一种玄学。