在工業(yè)機器視覺領(lǐng)域，面對具有高度差或需要側(cè)面清晰成像的復(fù)雜被測物時，傳統(tǒng)鏡頭的景深限制往往成為檢測的瓶頸。沙姆鏡頭，亦稱作移軸鏡頭，正是解決這一難題的關(guān)鍵光學(xué)部件。本文旨在系統(tǒng)介紹沙姆鏡頭的工作原理、產(chǎn)品選型及其在高精度視覺檢測中的典型應(yīng)用場景。

沙姆鏡頭的核心優(yōu)勢在于其能夠顯著提高傾斜成像面的整體清晰度，有效緩解對景深的苛刻要求。這一特性源于沙姆定律：當(dāng)被攝主體平面、鏡頭平面和成像平面（相機傳感器平面）三者的延長面相交于同一條直線時，整個目標(biāo)被測平面上的所有景物都能夠在成像平面上保持清晰。

其鏡頭所需的傾斜角度可通過公式進行量化計算：鏡頭傾斜角度 = 相機光軸與目標(biāo)平面的夾角 / 鏡頭光學(xué)倍率。這一定律使得相機可以以一個傾斜的角度對準(zhǔn)被測物側(cè)面，同時獲得整個傾斜面的清晰圖像，這是標(biāo)準(zhǔn)鏡頭無法實現(xiàn)的。

二、 產(chǎn)品系列概覽

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  TCSM沙姆遠(yuǎn)心鏡頭：結(jié)合了遠(yuǎn)心鏡頭無透視誤差和沙姆鏡頭大景深的雙重優(yōu)勢，適用于高精度尺寸測量。
• WWT-SM沙姆定焦定倍鏡頭：適用于固定工作距離和倍率的場景，性價比高。

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  TCSM-V1-C沙姆接環(huán)：一種適配器，可將部分標(biāo)準(zhǔn)FA鏡頭轉(zhuǎn)換為具有沙姆成像功能的組合，提供靈活的配置方案。

   

1.  

   涂覆（Conformal Coating）檢測

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     工藝環(huán)節(jié)：電路板完成波峰焊/回流焊后，進入涂覆機進行三防漆涂覆，隨后進行質(zhì)量檢測。

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     解決方案：使用500萬像素相機搭配WWT230-031-179SM型號沙姆鏡頭及三色環(huán)形光源，可清晰檢測涂覆層的均勻性、厚度及覆蓋完整性，即使是PCB板上的高大元件側(cè)面也能清晰成像。

      

2.  

   3D AOI（自動光學(xué)檢測）多目成像

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     方案特點：采用多相機協(xié)同，實現(xiàn)三維檢測。一種常見方案為“1+4+4”結(jié)構(gòu)，即1個主鏡頭、4個側(cè)面投影光源和4個側(cè)面副鏡頭（沙姆鏡頭）組合，用于獲取物體多個側(cè)面的3D信息。

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     解決方案：高速500萬像素CXP接口相機，搭配WWT230-027-155-CS-SM型號沙姆鏡頭，確保側(cè)面成像的高速與高清晰度。

      

3.  

   半導(dǎo)體封裝檢測（固晶、焊線）

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     工藝環(huán)節(jié)：在芯片封裝過程中，檢測固晶（Die Attach）和焊線（Wire Bonding）到引線框架后的質(zhì)量。

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     解決方案：使用高分辨率2500萬像素定制化接口相機，搭配WWT0345-220-110-AL型號沙姆鏡頭。該方案能清晰捕捉金線弧度和焊點形態(tài)，有效檢測斷線、翹弧、焊點不良等缺陷。

      

4.  

   LED/顯示模組點亮測試

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     檢測需求：需要對發(fā)光元件（如LED芯片、Mini/Micro-LED面板）進行側(cè)面角度的發(fā)光性能測試。

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     解決方案：利用2500萬像素相機，配合常規(guī)鏡頭MFA121-U75加上TCSM-V1-C沙姆接環(huán)，組成沙姆成像系統(tǒng)。無需外部光源，直接利用被測物自發(fā)光，即可從觀測角度清晰評估發(fā)光均勻性、顏色及壞點。

      

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  Q1: 沙姆鏡頭的傾斜角度是否有限制？

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    A: 是的，通常實用范圍在0-45度之間，且受到鏡頭倍率的嚴(yán)格限制。具體關(guān)系為：鏡頭傾斜角度 ≈ 22° / 鏡頭倍率。需注意，對于1倍以上的鏡頭，進行沙姆傾斜的實用意義不大。

     

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  Q2: 使用TCSM-V1-C沙姆接環(huán)后有時無法成像，原因是什么？

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    A: 這是因為TCSM-V1-C接環(huán)用于FA鏡頭時，相當(dāng)于增加了約24mm的機械后焦。因此，必須參考對應(yīng)的FA鏡頭倍率與工作距離對照表進行選配，確保整個光學(xué)系統(tǒng)的工作距離在鏡頭的可用范圍內(nèi)，否則會導(dǎo)致無法對焦。

     

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  Q3: 沙姆鏡頭能否用于測高？

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    A: 這取決于鏡頭類型。只有遠(yuǎn)心沙姆鏡頭可以用于精確的測高應(yīng)用，因為它能消除透視誤差，保證測量精度。非遠(yuǎn)心的沙姆鏡頭由于存在透視，不適用于對尺寸精度要求嚴(yán)格的測高。

     

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  Q4: 沙姆鏡頭安裝調(diào)試時需要注意什么？

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    A: 為確保成像穩(wěn)定和調(diào)焦清晰，在安裝時必須將鏡頭本身單獨、牢固地固定在支架或安裝板上，避免通過擰動相機來調(diào)節(jié)，以免引入應(yīng)力導(dǎo)致光軸偏移或圖像模糊。

沙姆鏡頭通過巧妙地運用沙姆定律，為機器視覺系統(tǒng)提供了應(yīng)對復(fù)雜三維表面檢測的*能力。從精密的半導(dǎo)體封裝到大規(guī)模的PCB板制造，其應(yīng)用正不斷深入。正確理解其原理、選型要點和安裝規(guī)范，是發(fā)揮其效能、攻克特定檢測難題的關(guān)鍵。