工业红膜镜头施耐德工业线扫镜头在索尼微单相机上的使用体验|上海羊羽卓进出口贸易有限公司

施耐德工业线扫镜头在索尼微单相机上的使用体验

施耐德，德国知名的三大镜头制造公司之一，已经有100多年的历史。其镜头光学像质优，产品多，应用于多种场合。近年来，在机器视觉应用中，德国schneider镜头也扮演了越来越重要的角色。其应用于面阵检测和大部分线扫描检测。这是一段对施耐德镜头的描述也是对施耐德工业镜头的简介。

线扫镜头到底为何物？

线扫镜头是专为高分辨率扫描应用设计, 应用于各种高精度检查的镜头，由于其机械稳定性和坚固的V型安装接口，可以更简单地调整最佳方位角位置，该系统特别适用于要求苛刻、连续不断的工业生产。

焦段不同，但大小基本一样

和徕卡r50外观对比

本产品主要目标应用 :

1.印刷电路板自动光学检测

2.底片屏蔽瑕疵检测

3.平面显示器(FPD)之背光板/增光膜/扩散片/导光板/反射片/光罩底片瑕疵检测

4.TP(触控面板)检测

5.太阳能板表面瑕疵检测

6.光盘片表面瑕疵检测

7.半导体晶粒之切割后瑕疵检测/传感器封装保护玻璃检测

8.SMD 零件缺件检测

9. 布匹瑕疵/卷钢板孔隙/生技贴布瑕疵/零件包装数量外观…检测

10. 学校研究单位:影像输入设备供影像分析及图像处理研究用

在这里我们重点不是研究线扫镜头，而是要了解线扫镜头转接到我们的数码相机上的表现。

线扫镜头的光圈普遍比较小，f2.8就算大光圈了。这也是和它的用途以及设计是相关的，这类镜头主要是用来进行工业检测，所以不需要大光圈，同时近摄能力强。在实际的拍摄中，可以像微距镜头一样近距离拍摄，所以在小品题材方面也很容易营造背景的虚化。拍摄风光，纪实题材，还是有一定的景深，细节丰富的作品更耐看。这样想来，线扫镜头的弱项可能就是拍糖水人像方面，其他的基本都能胜任。

夕阳下阴影部分的色彩，白色展现出淡淡的蓝调

顺光的色彩，夕阳的暖调表现

给点阳光就灿烂

线扫镜头吸引人的地方不止是它的高品质的成像质量，还有小巧轻便的外观，简单可靠的工业设计，精细的做工。几个焦段的组合40、85或者90基本也能满足日常绝大多数题材的拍摄需要了。而且建立这套组合，带出去使用太方便了。搭配上其他的超广或者长焦外出拍摄也不会增加太多的负担。

此次介绍的是施耐德线扫镜头里最常见的V口大幅面镜头系列，这些镜头据了解应该是2000年后生产的，所以对数码的支持也比较好，主要体现在无红移、边缘画质无明显衰减、抗炫光等方面。

此系列的分辨率都是比较高的，不论是apo还是普通的版本，都具有较高的分辨率，色彩出众，apo版本的色彩更饱和一些，锐度反差更大一些，画面也更扎实。

因为有微距功能，apo45拍摄产品等等也很适合

apo90扫街，阴天

apo90这种紫色表现的很正，不过也不欠

apo40的蓝调时光

apo40扫街、纪实都很好用

apo60室内人像也好用，南京摄影器材城的一张名片，赵建华老师，见证了南京摄影器材城的历史。

apo60阴天的表现

apo90

apo40，这张后期hdr处理了一下

线扫镜头80f4也可以拍拍荷花

apo45两张接片

线扫镜头和没有光圈叶片的扫描仪镜头以及放大镜头不是同类的产品，就个人使用对比来看，同档次线扫镜头的品质是要高于后面两类的，当然价格相对也高。就拿放大镜头和线扫镜头对比，虽然都有光圈叶片，但两者的光路是不一样的，放大镜头的光路和我们相机镜头的光路是相反的，理论上线扫镜头更适合转接使用，对比做工和材质，大多数放大镜头使用的都是塑料外壳总感觉少了点意思，中心锐度对比，说实话很多低端的镜头中心锐度也不差，f8无狗头是有道理的，但边缘画质更考验一个镜头的素质。

从线扫镜头的参数表格可以看出40mm以上焦段的像场完全支持全画幅，中长焦段支持44x33的中画幅也没有问题，这样线扫镜头就比较好玩了，性价比也突出了。通过边角拍摄的成像可以看出边缘成像非常扎实，和中心对比没有明显的衰减更不会有崩边现象，仔细想想，这样的结果其实也不奇怪，毕竟是检测产品瑕疵用的镜头，如果边缘成像差，检测的误差肯定会大。但这么小的镜头就完美支持全画幅和中画幅，不得不让人感慨，大多数的摄影爱好者真的需要自动对焦的体积庞大、笨重的器材吗，在多元化和个性化的今天，随着一些年轻的摄影爱好者的不断加入，相信以后镜头生产商会设计和生产一些质优价廉的手动镜头。

施耐德放大镜头和线扫镜头的外观对比

施耐德放大镜头和线扫镜头外观对比。

施耐德线扫镜头更适合对画质要求较高，不追求大光圈虚化的摄影师。尤其对边角要求较高的风光拍摄和微距小品的拍摄更得心应手，当然人文纪实的题材也很合适，毕竟镜头小巧，配上微单像卡片机一样。总体来说施耐德线扫镜头还是值得拥有的。

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「干货」选工业相机镜头时，这些因素你都考虑了吗？

成本选择

成本是选择中非常重要的一部分，应该尽早在开发过程中确定下来。这会影响到我们对镜头的选择，例如：

镜头模组的类型：例如是Cctv（闭合回路电视）镜头，远心镜头，双远心镜头

镜头模组成像质量：镜头模组的加工工艺，镜片的加工公差，装配公差。

镜头模组的镜片片数：镜片的数量在一定程度上反应了镜头都色差校正的能力，和相差的校正能力。

镜片的形状：是球面镜片还是非球面镜片，还是海鸥状镜片。非球面镜片在相机边缘的成像质量上回优于球面镜片。

图：鸥翼式非球面透镜（左图）非球面镜片（右图）

镜片玻璃材料：玻璃镜片，树脂镜片，pc镜片，萤石镜片

镜片玻璃的镀膜类型：强化膜，减反射膜，

镜头本体的材质，内壁防反射的能力。

尺寸和重量

使用镜头的时候，我们还要考虑到镜头的大小尺寸能否在我们使用的空间的正常工作，一是：是否能完成正常的安装，二是：镜头的工作距离是否满足。还需考虑到镜头的重量是否是机构可以承受的，如果镜头是需要运动的，会不会影响到机构的运动性能。导致成像不理想。

成像系统的基本参数

最终镜头选择中还需考虑镜头的各种技术性能。虽然它们是独立的要求，但它们又是相互关联的，并且可以改变其中一个，通常会影响其它性能，那么我们从成像系统的基本参数开始：视场，工作距离，分辨率，景深和传感器尺寸（图2）。

图2：该图显示了成像系统的基本参数

视场（FOV） ：相机传感器可以拍摄到的被检测物体的范围。它可能是大多数系统中最直接的参数。FOV又会受到很多的因素影响，如相机的工作距离，相机的传感器尺寸，这里我们更应该提出一个中间参数，相机的视角。

工作距离（WD） ：从镜头前部到被成像物体的距离。作为一个独立的参数，WD本身通常不会被影响。与FOV平衡时会产生冲突。为了实现所有其他性能参数（包括成本）的最佳平衡，应使用至少为所需FOV两倍的目标WD。但是，显着大于FOV（10倍或更高）的WD也会在性能，尺寸和成本规格方面产生问题。

分辨率 ：成像系统可以区分的最小对象特征尺寸。查看细节的能力与在该细节级别产生的对比度直接相关。物体细节的空间频率与对比度之间的关系称为调制传递函数（MTF）。随着像素变小，镜头再现分辨率和对比度的能力降低。这是物理的镜头的限制。

如果使用较小像素的相机来成像时，又需要高的分辨率，那么可能在成本和景深上就要有所牺牲。如果使用具有更大像素的更大传感器是更好的系统级解决方案。这里的权衡是具有较大像素的传感器可能具有较高的成本和可能较大的相机占用面积。另外，如上所述，短WD（工作距离）的宽视场将降低镜头的分辨能力。最后，低水平的失真对大多数系统都是有益的。失真的改善往往会损害分辨率，反之亦然。在宽角度FOV 系统中，分辨率和失真之间的折衷选择就非常重要了。

景深（DOF） ：可以保持可接受焦点的最大物体深度。DOF描述了在保持所需的水平同时可以进出最佳焦点的移动量。与分辨率一样，DOF也具有与之相关的物理限制。提高DOF需要改变系统以降低分辨率，并且提高分辨率会降低DOF。最重要的是，同时能实现很好的DOF和高水平的分辨率的镜头是不容易的，价格就会很高，尤其是在使用较小的像素时。移动到更大的像素是缓解分辨率和DOF的冲突的最佳方法之一。

传感器尺寸 ：相机传感器能成像区域的尺寸，通常在水平尺寸中指定。传感器尺寸有助于确定获得所需FOV所需的镜头放大倍数。传感器上一个像素的尺寸是像素大小。如前所述，具有较小像素的系统将难以产生更高水平的对比度。虽然具有更大像素的更大传感器确实提高了系统性能，但它们通常更昂贵。尽早确定所需的传感器对于选择镜头有着重要的帮助。

失真：失真的简单定义是成像到传感器上的物体信息的错位。具有较大视野的镜头通常会表现出更大的失真。如前所述，在失真和分辨率之间往往存在折衷。为了在保持高分辨率的同时最小化失真，镜头的结构就复杂很多。例如镜头会有更多光学元件或更复杂的光学玻璃结构（例如异形非球面镜片）。然而，高水平的失真控制也会影响整个视场的照明均匀度，称为相对照度（RI）。这被视为在可视化具有均匀亮度的物体时传感器上的亮度水平的变化。这会在系统中产生不良影响，特别是在进行关键测量或密集软件分析的系统中。照明平整度和RI（相对照度）应该在开发过程的早期讨论完成。如果要修改，可能要重新制定光学系统。在许多镜头中，有两种主要类型的失真：负桶形失真，其中视场中的点看起来太靠近中心; 和正枕形失真，图像点远离中心。桶形和枕形是指矩形场在受到两种变形类型时所采用的形状，如（图3）所示。具有高水平失真校正的镜头通常在FOV上包含负和正失真。

图3：此处显示正负失真

最后，有不同的方法可以在技术上描述镜头的失真，即几何失真或CCTV失真。失真的形式我们有百分比形式给出，正因为是百分比给出，所以不能将不同的规格类型相互比较。

波长范围（波段） ：镜头覆盖的波长范围是技术规范的一个非常关键的参数。色差导致镜头难以将不同波长完美地聚焦到传感器上的相同位置。色差主要分为两种类型：横向（横跨传感器）和纵向（更接近或远离传感器）（图4和图5）。横向色差通常被称为横向颜色，作为横向位置传感器上的信息随着不同的波形变化而变化。

图4：该图像中显示的是单个正透镜的横向色差

纵向色差也称为彩色焦移，因为实际焦点位置在不同波长处移位。这两个问题都导致在给定分辨率下对比度的损失，因为对象细节的部分在多个像素上展开或模糊。波长范围越宽，实现最大性能就越困难。通过利用更大的像素，更多的透镜元件，更复杂的透镜几何形状或更昂贵的玻璃材料，可以减轻这些影响。没有人能够在所有情况下最大限度地提高性能，并且所有这些都增加了与之相关的成本。