沙姆鏡頭的工作原理基于沙姆定律，即當(dāng)鏡頭平面、成像平面和被攝物體平面相交于一條直線時(shí)，可以擴(kuò)展焦平面，使不在同一平面的物體也能清晰成像。

在實(shí)際應(yīng)用中，沙姆鏡頭通過(guò)其傾斜功能，可以根據(jù)被攝物體的角度調(diào)整鏡頭的傾斜方向，使得焦平面與物體平面相交。這樣，原本不在同一焦平面的物體也能同時(shí)清晰對(duì)焦。這一功能工業(yè)檢測(cè)中需要對(duì)傾斜物體進(jìn)行清晰成像。

01沙姆鏡頭的技術(shù)難點(diǎn)

光軸傾斜，調(diào)試難度增加

根據(jù)拍攝角度和工作距離動(dòng)態(tài)調(diào)整光軸傾斜度。拍攝角度越大或工作距離越近，所需光軸偏轉(zhuǎn)越大。調(diào)試過(guò)程中涉及到兩個(gè)互相關(guān)聯(lián)的角度，故調(diào)試難度較大。

倍率不一致，測(cè)量應(yīng)用標(biāo)定困難

傳統(tǒng)沙姆鏡頭存在視差（倍率不一致），成像表示的實(shí)際視野為梯形（遠(yuǎn)離鏡頭一側(cè)視野較大，靠近鏡頭一側(cè)視野較?。?。需結(jié)合比較復(fù)雜的標(biāo)定流程才能滿足測(cè)量應(yīng)用的需求。

02沙姆鏡頭在工業(yè)中常見(jiàn)的應(yīng)用方式

如下圖所示：應(yīng)用空間限制，相機(jī)鏡頭無(wú)法垂直拍攝被測(cè)平面。只能將相機(jī)鏡頭安裝在偏離視野中心的側(cè)上方。

下圖所示：被測(cè)區(qū)域?yàn)榇嬖诟叨炔畹膬蓷l邊或存在等高度差的多個(gè)邊的檢測(cè)項(xiàng)目（紅色區(qū)域?yàn)槟繕?biāo)檢測(cè)區(qū)域）。

03使用沙姆鏡頭時(shí)的留意事項(xiàng)

1.空間與兼容性問(wèn)題

C接口法蘭距僅17.526mm，光學(xué)后焦空間不足，難以設(shè)計(jì)可旋轉(zhuǎn)沙姆結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)方案需定制固定角度鏡頭（通常僅±5°），通用性差。目前主流做法是在相機(jī)與鏡頭間增加轉(zhuǎn)接組件，可實(shí)現(xiàn)一定程度上的移軸。

2.畸變與測(cè)量精度

移軸成像疊加鏡頭光學(xué)畸變，導(dǎo)致圖像標(biāo)定困難，僅適用于缺陷檢測(cè)，難以滿足精密尺寸測(cè)量要求。

3.成本與標(biāo)準(zhǔn)化障礙

定制化需求較多，標(biāo)準(zhǔn)化程度低，推高成本。目前可以采用定制相機(jī)接口角度，一定程度上可減少安裝復(fù)雜性，與鏡頭定制成本。需要前期設(shè)計(jì)階段就確定好拍攝角度、移軸角度和工作距離，缺點(diǎn)是設(shè)計(jì)冗余較小，不夠靈活。

沙姆鏡頭不會(huì)帶來(lái)更大的景深，沙姆鏡頭只是將原本平行與像平面的被測(cè)平面，變得與像平面傾斜了一定角度。

景深公式依然適用與沙姆鏡頭，圖像會(huì)隨著遠(yuǎn)離傾斜物平面變得逐漸模糊（沙姆鏡頭視野中不同位置倍率略有差異，故景深也不完全相同，如下圖所示）。