一、什么是工業相機
工業(ye)相(xiang)機(ji)(俗稱:工業(ye)攝(she)(she)像機(ji))是機(ji)器視覺系統的(de)重(zhong)要組成(cheng)部分,在機(ji)器視覺系統中有著非常重(zhong)要的(de)作(zuo)用。相(xiang)比傳統相(xiang)機(ji)(攝(she)(she)像機(ji))而言,它具有高穩定性、高傳輸能力和高抗干擾能力等優勢(shi)。
二、工業相機鏡頭上的參數含義
1、焦距(FocalLength)
工(gong)業相機鏡(jing)頭焦(jiao)距的參數用mm(毫米(mi))來劃分的,常規的有(you)6mm,8mm,12mm,16mm,25mm,35mm,50mm,75mm。一般6mm鏡(jing)頭在(zai)15m以(yi)(yi)內(nei),8mm鏡(jing)頭在(zai)20m以(yi)(yi)內(nei),視角約50度,12mm在(zai)30-40m以(yi)(yi)內(nei),約30度,16mm在(zai)40-60以(yi)(yi)內(nei)。
較(jiao)常見普通相機有8mm,15mm,24mm,28mm,35mm,50mm,85mm,105mm,135mm,200mm,400mm,600mm,1200mm等,還有長達2500mm超長焦(jiao)(jiao)望遠鏡(jing)(jing)頭(tou)。鏡(jing)(jing)頭(tou)根(gen)據(ju)其焦(jiao)(jiao)距的長短,也即拍攝(she)時的視角(jiao),可分為標準鏡(jing)(jing)頭(tou)、廣角(jiao)鏡(jing)(jing)頭(tou)、和長焦(jiao)(jiao)距鏡(jing)(jing)頭(tou)等。根(gen)據(ju)焦(jiao)(jiao)距能否(fou)調節分為定焦(jiao)(jiao)鏡(jing)(jing)頭(tou)和變焦(jiao)(jiao)鏡(jing)(jing)頭(tou)兩大類。
2、光圈(Iris)
光(guang)圈用(yong)F表示,以(yi)鏡(jing)(jing)頭焦距f和通光(guang)孔(kong)徑D的比(bi)值(zhi)來(lai)衡量,每個(ge)鏡(jing)(jing)頭上都(dou)標(biao)有最大F值(zhi),例如:8mm/F1.4代表最大孔(kong)徑D為5.7mm,F值(zhi)越(yue)小,光(guang)圈越(yue)大,F值(zhi)越(yue)大,光(guang)圈越(yue)小。最佳光(guang)圈一(yi)般在(zai)f/4-f/8。
3、景深(Depth of Field,DOF)
景(jing)深(shen)(shen)(shen)是指(zhi)在被攝物(wu)體(ti)(ti)聚焦(jiao)清楚后(hou),在物(wu)體(ti)(ti)前后(hou)一定(ding)距(ju)(ju)離內,其影像仍然清晰的范圍。景(jing)深(shen)(shen)(shen)隨鏡頭的光(guang)圈值、焦(jiao)距(ju)(ju)、拍(pai)(pai)攝距(ju)(ju)離而變化,光(guang)圈越(yue)(yue)(yue)大,景(jing)深(shen)(shen)(shen)越(yue)(yue)(yue)小(xiao)(xiao)(淺),光(guang)圈越(yue)(yue)(yue)小(xiao)(xiao),景(jing)深(shen)(shen)(shen)越(yue)(yue)(yue)大(深(shen)(shen)(shen))。焦(jiao)距(ju)(ju)越(yue)(yue)(yue)長(chang),景(jing)深(shen)(shen)(shen)越(yue)(yue)(yue)小(xiao)(xiao),焦(jiao)距(ju)(ju)越(yue)(yue)(yue)短,景(jing)深(shen)(shen)(shen)越(yue)(yue)(yue)大。距(ju)(ju)離拍(pai)(pai)攝物(wu)體(ti)(ti)越(yue)(yue)(yue)近(jin)時,景(jing)深(shen)(shen)(shen)越(yue)(yue)(yue)小(xiao)(xiao),拍(pai)(pai)攝距(ju)(ju)離約遠,景(jing)深(shen)(shen)(shen)越(yue)(yue)(yue)大。
4、接口(Mount)
相(xiang)機與(yu)鏡頭的(de)連接(jie)方(fang)式,常用的(de)包括C、CS、F、V、T2、Leica、M42x1、M75x0.75。
其中,c與cs接(jie)(jie)(jie)口(kou)(kou)的主要(yao)區(qu)別在于鏡(jing)(jing)頭與攝像機接(jie)(jie)(jie)觸面(mian)至鏡(jing)(jing)頭焦平面(mian)的距(ju)離(li)(li)不同,c型(xing)接(jie)(jie)(jie)口(kou)(kou)距(ju)離(li)(li)為17.5mm,cs型(xing)接(jie)(jie)(jie)口(kou)(kou)距(ju)離(li)(li)為12.5mm。
C型(xing)鏡頭與C型(xing)攝(she)像機,CS型(xing)鏡頭與CS型(xing)攝(she)像機可以(yi)配合使用(yong),C型(xing)鏡頭搭(da)配CS型(xing)搭(da)配使用(yong)增加(jia)一個5mm的C/CS轉接環就可以(yi)啦。
5、對應最大CCD尺寸(SensorSize)
鏡頭成(cheng)像直(zhi)徑可覆(fu)蓋最大CCD芯片尺寸(傳感器(qi)尺寸,一英寸=25.4mm),主要有:1/2″(eg:應(ying)該(gai)是1/2英寸,靶面高(gao)度(du)應(ying)該(gai)是6.4,具體計算有待查詢(xun))、2/3″、1″和(he)1″以上。
6、分辨率(Resolution)
分(fen)辨(bian)率(lv)代表(biao)鏡頭記錄物體細節的(de)(de)能(neng)(neng)(neng)力,以每毫米能(neng)(neng)(neng)夠(gou)分(fen)辨(bian)黑白對線的(de)(de)數量為計量單位,“線對/毫米(lp/mm)”,分(fen)辨(bian)率(lv)越高的(de)(de)成像(xiang)越清晰。我們常說的(de)(de)顯(xian)示分(fen)辨(bian)率(lv)是屏幕圖像(xiang)的(de)(de)精密度,指圖形所(suo)能(neng)(neng)(neng)顯(xian)示像(xiang)素(su)有多(duo)少。
7、工作距離(Workingdistance,WD)
鏡頭第一個工(gong)作面到被(bei)測物(wu)體距離。
8、視野范圍(Field of View,FOV)
相機實際拍攝到的(de)區域尺寸(cun)。
9、光學放大倍數(Magnification,b)
CCD/FOV,即芯片(pian)尺寸除以視(shi)野范(fan)圍。
10、數值孔徑(Numerical Aperture,NA)
數值(zhi)(zhi)孔(kong)(kong)徑(jing)等于由物(wu)體與物(wu)鏡間(jian)媒(mei)質的折(zhe)射率(lv)n與物(wu)鏡孔(kong)(kong)徑(jing)角(jiao)的一半(a2)的正(zheng)弦值(zhi)(zhi)的乘積,計算(suan)公式為N.A=n*sina/2。數值(zhi)(zhi)孔(kong)(kong)徑(jing)與其(qi)它光學參(can)數有著密切(qie)的關(guan)系,它與分辨率(lv)成(cheng)(cheng)正(zheng)比(bi),與放大率(lv)成(cheng)(cheng)正(zheng)比(bi)。也就是說數值(zhi)(zhi)孔(kong)(kong)徑(jing),直接決定(ding)了(le)鏡頭分辨率(lv),數值(zhi)(zhi)孔(kong)(kong)徑(jing)越(yue)大,分辨率(lv)越(yue)高,否則反之。
11、后背焦(Flangedistance)
準確來說,后倍焦是相機的一個參數,指相機接口平面到芯片的距離。但在線掃描鏡頭或者大面陣相機的鏡頭選型時,后倍焦是一個非常重要的參數,因為它直接影響鏡頭的配置。不同品牌工業相機,哪怕接口(kou)一樣也可能有不同的后倍焦。
三、工業相機鏡頭如何選型
選擇(ze)工業相機鏡頭時,要注意:
1、C接(jie)(jie)口(kou)還是CS接(jie)(jie)口(kou),C接(jie)(jie)口(kou)的(de)接(jie)(jie)口(kou)距(ju)離是17.5mm,CS接(jie)(jie)口(kou)的(de)接(jie)(jie)口(kou)距(ju)離是12.5mm,用(yong)錯了(le)就不能合焦。
2、要根據(ju)感光器件(jian)的大小(xiao)來選擇鏡(jing)頭(tou),是2/3寸(cun)感光芯片的要選擇對應(ying)成像(xiang)圈的鏡(jing)頭(tou),如(ru)果選擇了1/3"或1/2“的,會出(chu)現(xian)很大的暗角。
3、選(xuan)擇(ze)焦距(ju),即選(xuan)擇(ze)視野范圍比(bi)觀測范圍稍(shao)大一點的鏡頭(tou)。
4、景深與光(guang)(guang)(guang)環境的(de)配合,光(guang)(guang)(guang)線(xian)充足,配備光(guang)(guang)(guang)源照射的(de)地方可(ke)以選用(yong)小光(guang)(guang)(guang)圈,加大景深,提高(gao)拍攝清晰度。光(guang)(guang)(guang)線(xian)不(bu)足的(de)地方需要(yao)稍大一點的(de)光(guang)(guang)(guang)圈或采用(yong)高(gao)感光(guang)(guang)(guang)度的(de)感光(guang)(guang)(guang)芯片。