慕藤光變倍鏡頭憑借其靈活的可變焦距，能夠在不改變工作距離的情況下實(shí)現(xiàn)視野的縮放，極大地提升了圖像采集的效率和精度。
光學(xué)鏡頭：視覺成像的“智慧之眼”
在工業(yè)自動(dòng)化、安防監(jiān)控、醫(yī)療影像等高精度應(yīng)用領(lǐng)域，光學(xué)鏡頭作為核心組件發(fā)揮著不可或缺的作用。以工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域?yàn)槔?，機(jī)器視覺技術(shù)已成為智能制造的關(guān)鍵支撐，其應(yīng)用場景涵蓋定位、測量、檢測、識(shí)別等核心功能，廣泛應(yīng)用于3C電子、半導(dǎo)體、汽車制造、紡織、煙草、制藥、包裝、交通及物流等眾多行業(yè)，為工業(yè)生產(chǎn)效率與質(zhì)量控制提供重要保障。
機(jī)器視覺就是用機(jī)器代替人眼來做測量和判斷，其中，相機(jī)鏡頭作為光學(xué)成像的核心部件，承擔(dān)著類似"人眼"的關(guān)鍵角色。根據(jù)應(yīng)用場景與功能需求的不同，機(jī)器視覺鏡頭可細(xì)分為CCTV鏡頭、FA鏡頭、變焦鏡頭、遠(yuǎn)心鏡頭、變倍鏡頭及顯微物鏡等多個(gè)品類，各類型鏡頭在分辨率、視場角、景深、畸變控制等性能指標(biāo)上各具特點(diǎn)，共同構(gòu)建起完整的機(jī)器視覺光學(xué)解決方案。
圖：慕藤光全系列機(jī)器鏡頭產(chǎn)品矩陣
02
選型解析：慕藤光變倍鏡頭關(guān)鍵參數(shù)與選型策略
變倍鏡頭憑借其靈活的可變焦距特性，可在固定工作距離下實(shí)現(xiàn)視野的無級(jí)縮放，顯著提升了圖像采集的效率與精度，成為工業(yè)視覺領(lǐng)域的重要解決方案。然而，面對(duì)市場上品類繁多、性能各異的鏡頭產(chǎn)品，用戶往往面臨選型困境——不同鏡頭在分辨率、畸變控制、景深范圍等關(guān)鍵性能指標(biāo)上存在顯著差異，如何基于具體應(yīng)用場景（如檢測精度、視野范圍、工作環(huán)境等核心需求）選擇最優(yōu)解決方案，成為了許多用戶面臨的難題。在機(jī)器視覺領(lǐng)域，多數(shù)行業(yè)客戶能夠熟練運(yùn)用光學(xué)公式：
準(zhǔn)確計(jì)算FA鏡頭焦距及遠(yuǎn)心鏡頭倍率，并據(jù)此完成常規(guī)鏡頭的選型工作。然而，當(dāng)面對(duì)技術(shù)復(fù)雜度更高的變倍鏡頭時(shí)，選型過程往往面臨顯著挑戰(zhàn)——其獨(dú)特的光學(xué)特性與多維度的性能參數(shù)，使得傳統(tǒng)選型方法難以直接套用。基于此，本文將為您詳細(xì)解析變倍鏡頭的關(guān)鍵參數(shù)和選型要點(diǎn)，助您輕松找到視覺成像的“最佳拍檔”。在變倍鏡頭選型過程中，明確應(yīng)用需求是確保系統(tǒng)性能與成本最優(yōu)化的首要步驟。這一過程需要從多個(gè)維度進(jìn)行系統(tǒng)性分析，以確保所選鏡頭能夠精準(zhǔn)匹配實(shí)際應(yīng)用場景的核心要求。具體而言，需求定義涵蓋以下關(guān)鍵維度：?目標(biāo)物體尺寸和檢測精度：這是選型的基礎(chǔ)，直接影響鏡頭放大倍率與相機(jī)分辨率的匹配。目標(biāo)物體的尺寸決定了成像的視野范圍，而檢測精度則要求鏡頭具備足夠的分辨能力以捕捉細(xì)微特征。例如，在高精度檢測場景中，可能需要高倍率鏡頭與高分辨率相機(jī)的組合，以確保細(xì)節(jié)的清晰呈現(xiàn)。?視野范圍（FOV）：視野范圍是指鏡頭能夠覆蓋的目標(biāo)區(qū)域大小，需結(jié)合目標(biāo)物體的尺寸、鏡頭焦距以及相機(jī)傳感器的尺寸進(jìn)行綜合考量。較大的視野范圍適用于需要捕捉大范圍場景的應(yīng)用，而較小的視野范圍則更適合高精度局部檢測。?工作距離（WD）：工作距離是指鏡頭前端到被測物體之間的距離，這一參數(shù)直接影響鏡頭的焦距選擇與安裝布局。不同的應(yīng)用場景對(duì)工作距離的要求各異，例如在空間受限的環(huán)境中，可能需要短工作距離鏡頭，而在需要遠(yuǎn)距離檢測的場景中，則需選擇長工作距離鏡頭。?環(huán)境因素：包括光照條件、溫度、濕度等外部變量，這些因素對(duì)鏡頭的材質(zhì)選擇、鍍膜設(shè)計(jì)以及防護(hù)等級(jí)提出了特定要求。例如，在高溫或高濕環(huán)境中，需選擇耐候性強(qiáng)的鏡頭；而在低光照條件下，則需選擇大通光量的鏡頭以確保成像質(zhì)量。?預(yù)算約束：變倍鏡頭的價(jià)格區(qū)間較大，不同品牌與型號(hào)在性能與成本上存在顯著差異。用戶需根據(jù)項(xiàng)目預(yù)算，在性能需求與成本控制之間找到平衡點(diǎn)，以實(shí)現(xiàn)投資回報(bào)的最大化。關(guān)鍵參數(shù)，技術(shù)核心在光學(xué)成像系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與選型過程中，變倍鏡頭作為核心光學(xué)組件，其關(guān)鍵性能參數(shù)的合理選擇直接影響成像質(zhì)量和系統(tǒng)性能。在明確應(yīng)用需求后，需要重點(diǎn)關(guān)注以下核心性能參數(shù)：?變倍范圍（Zoom Range）：該參數(shù)決定了鏡頭的變倍能力范圍，通常以最小倍率和最大倍率表示，如0.7x-4.5x。選擇時(shí)需考慮實(shí)際應(yīng)用場景的觀察需求，過大的變倍范圍可能導(dǎo)致光學(xué)性能下降，過小則可能限制使用靈活性。?放大倍率（Magnification）：與視野（FOV）和傳感器尺寸密切相關(guān)，表示圖像與實(shí)際物體的比例關(guān)系。計(jì)算公式為：放大倍率=芯片尺寸（一般按最短邊/視野范圍。需要根據(jù)檢測精度要求和視野范圍進(jìn)行權(quán)衡選擇。?分辨率（Resolution）：以每毫米線對(duì)（lp/mm）表示，決定了鏡頭能夠分辨的細(xì)節(jié)程度。?工作距離（Working Distance）：指鏡頭前端到被觀測物體的距離，需要與實(shí)際應(yīng)用場景相匹配。
?接口類型（Mount Type）：常見的有C接口（17.526mm法蘭距）、F接口（46.5mm法蘭距）等機(jī)械接口標(biāo)準(zhǔn)。選擇時(shí)需要確保與相機(jī)接口的機(jī)械兼容性和光學(xué)匹配性，同時(shí)考慮未來升級(jí)的兼容性。
?數(shù)值孔徑（NA，Numerical Aperture）：該參數(shù)直接影響鏡頭的通光量和景深特性。數(shù)值孔徑越大，通光量越大，但景深越小。計(jì)算公式為：NA = n×sinu，其中n為介質(zhì)折射率，u為光物體在出射光孔上產(chǎn)生的半角。
?畸變（Distortion）：表示鏡頭成像的幾何變形程度，通常以百分比表示。常見類型包括桶形畸變和枕形畸變，一般要求畸變率≤0.1%。對(duì)于精密測量應(yīng)用，建議選擇畸變率≤0.05%的鏡頭，數(shù)值越小越好。此外，在實(shí)際選型時(shí)還需考慮環(huán)境適應(yīng)性、機(jī)械穩(wěn)定性、鏡頭的清潔、保養(yǎng)和維修便利性等。在選擇時(shí)進(jìn)行實(shí)地測試，通過分辨率測試卡、畸變測試圖等專業(yè)工具驗(yàn)證實(shí)際性能，確保滿足具體應(yīng)用需求。同時(shí)，要考慮未來可能的升級(jí)需求，預(yù)留適當(dāng)?shù)募夹g(shù)余量。
03
實(shí)例應(yīng)用：慕藤光變倍鏡頭選型步驟
慕藤光作為光學(xué)鏡頭領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè)，自成立以來已深耕光學(xué)領(lǐng)域超過14年，在自動(dòng)變倍鏡頭這一細(xì)分賽道上，慕藤光成績斐然，在機(jī)器視覺市場占有率穩(wěn)居前列，毫無爭議地成為行業(yè)內(nèi)的標(biāo)桿產(chǎn)品。變倍鏡頭作為慕藤光智能成像光學(xué)系統(tǒng)中的核心組件，其常用的結(jié)構(gòu)主要由三部分組成：鏡管、變倍主體和附加鏡。其中，變倍主體的選擇直接影響到鏡頭的放大倍率和成像效果。是否需要使用鏡管和附加鏡，取決于具體的放大倍率需求。在實(shí)際應(yīng)用中，用戶可以根據(jù)不同的工作場景和成像要求，靈活搭配鏡管和附加鏡，以實(shí)現(xiàn)最佳的視覺效果。在鏡管方面，慕藤光提供了多種規(guī)格供用戶選擇，包括0.35X、0.5X、0.67X、1X、1.5X和2X等常用型號(hào)。
而常用的附加鏡有0.25X、0.5X、0.75X、1.5X和2.0X等規(guī)格。附加鏡的使用可以進(jìn)一步擴(kuò)展鏡頭的倍率范圍，特別是在需要更高或更低倍率的場景中，附加鏡的作用尤為關(guān)鍵。
慕藤光常用變倍主體有7比的0.7X-4.5X，12比的0.6X-7.2X，7比和12比管鏡不能混用，無法調(diào)同焦；7比的0.7X-4.5X搭配不同慕藤光鏡管（0.35X-2X）、附加鏡（0.25X-2.0X）可以做到最大變倍范圍為：0.06125X-18X；12比的0.6X-7.2X搭配不同管鏡（0.35X-2X）、附加鏡（0.25X-2.0X）可以做到最大變倍范圍為：0.0525X-28.8X；而慕藤光SR超分辨變倍鏡頭具有更大變倍比：基礎(chǔ)倍率范圍 0.6X - 7.2X，基礎(chǔ)變倍比 12:1，經(jīng)與不同物鏡、管鏡組合，最大變倍比可擴(kuò)展至 192:1（非連續(xù)變倍），相比其他產(chǎn)品變倍范圍更具優(yōu)勢。
圖：慕藤光手動(dòng)變倍主體、導(dǎo)軌自動(dòng)變倍主體與SR超分辨率變倍主體在變倍鏡頭選型時(shí)，我們根據(jù)：放大倍率M=管鏡倍數(shù)*變倍主體倍數(shù)*附加鏡倍數(shù)，可以計(jì)算出變倍鏡頭實(shí)際倍數(shù)，根據(jù)我們所需要的變倍鏡頭的變倍范圍，選擇合適的管鏡、變倍主體、附加鏡。
圖：放大倍率M=管鏡倍數(shù)*變倍主體倍數(shù)*附加鏡倍數(shù)為了更好地理解變倍鏡頭的選型過程，我們以實(shí)際案例進(jìn)行分析：需要檢測焊點(diǎn)，小視野4mm左右， 大視野為25mm 左右，相機(jī)為40萬像素（720*540），相機(jī)芯片靶面1/2.9”，像元尺寸6.9um，光源用環(huán)形光，不需要同軸點(diǎn)光源，工作距離無要求。
首先根據(jù)芯片尺寸計(jì)算芯片長邊=720*6.9um=4.968mm，芯片短邊=540*6.9um=3.726mm。Step2：根據(jù)所需視野計(jì)算確定倍率范圍（我們一般按短邊滿足最大最小視野）最大倍：最小視野4mm，根據(jù)短邊計(jì)算放大倍數(shù)M=3.726mm/4mm=0.9315≈0.9X。最小倍：最大視野25mm，根據(jù)短邊計(jì)算放大倍率M=3.726mm/25mm=0.14904≈0.14XStep3：根據(jù)倍率范圍0.14X-0.9X，選擇變倍主體和搭配的鏡管、附加鏡倍率因最大視野和最小視野所需要的倍數(shù)差距較大，選擇0.6X-7.2X變倍主體，管鏡如果是1X的話，不加附加鏡時(shí)最小倍率為0.6X，即使用0.25X附加鏡，最小倍數(shù)也只能做到0.15X，所以我們選擇0.5X管鏡。最終選擇0.5X管鏡+0.6-7.2X主體+0.25X附加鏡，鏡頭范圍為：0.08X-0.9X，可以滿足要求。變倍鏡頭的選型是一個(gè)需要綜合考慮多方面因素的過程，如果有景深或其他要求，需另外考慮更多因素，只有明確自身需求，了解關(guān)鍵參數(shù)，進(jìn)行對(duì)比，才能選擇到最適合的鏡頭，為您的圖像采集工作保駕護(hù)航。慕藤光提供專業(yè)的選型服務(wù)，幫助您根據(jù)具體應(yīng)用需求精準(zhǔn)匹配最適合的光學(xué)鏡頭和系統(tǒng)，讓您的項(xiàng)目事半功倍，輕松實(shí)現(xiàn)高效、精準(zhǔn)的視覺系統(tǒng)配置。
