一、什么是工業相機
工業相機(ji)(俗稱:工業攝像機(ji))是機(ji)器視覺(jue)(jue)系統的(de)(de)重要組成部(bu)分,在(zai)機(ji)器視覺(jue)(jue)系統中有著非常重要的(de)(de)作用。相比傳統相機(ji)(攝像機(ji))而言,它(ta)具(ju)有高(gao)穩定(ding)性、高(gao)傳輸能(neng)力(li)和高(gao)抗干擾能(neng)力(li)等優(you)勢(shi)。
二、工業相機鏡頭上的參數含義
1、焦距(FocalLength)
工業(ye)相機鏡頭焦(jiao)距的參(can)數用(yong)mm(毫米)來劃分(fen)的,常規的有6mm,8mm,12mm,16mm,25mm,35mm,50mm,75mm。一般6mm鏡頭在(zai)15m以內(nei)(nei),8mm鏡頭在(zai)20m以內(nei)(nei),視角約(yue)50度,12mm在(zai)30-40m以內(nei)(nei),約(yue)30度,16mm在(zai)40-60以內(nei)(nei)。
較常(chang)見普通相機有8mm,15mm,24mm,28mm,35mm,50mm,85mm,105mm,135mm,200mm,400mm,600mm,1200mm等,還有長(chang)達2500mm超長(chang)焦望(wang)遠鏡(jing)(jing)頭(tou)。鏡(jing)(jing)頭(tou)根據其焦距(ju)的長(chang)短,也即拍攝時的視角(jiao)(jiao),可(ke)分為(wei)標準鏡(jing)(jing)頭(tou)、廣角(jiao)(jiao)鏡(jing)(jing)頭(tou)、和長(chang)焦距(ju)鏡(jing)(jing)頭(tou)等。根據焦距(ju)能否調節(jie)分為(wei)定焦鏡(jing)(jing)頭(tou)和變(bian)焦鏡(jing)(jing)頭(tou)兩(liang)大類。
2、光圈(Iris)
光(guang)圈(quan)用F表(biao)示,以鏡頭焦(jiao)距f和通(tong)光(guang)孔徑D的比值(zhi)來衡量(liang),每(mei)個鏡頭上都標有最(zui)大F值(zhi),例如:8mm/F1.4代(dai)表(biao)最(zui)大孔徑D為5.7mm,F值(zhi)越(yue)(yue)小(xiao),光(guang)圈(quan)越(yue)(yue)大,F值(zhi)越(yue)(yue)大,光(guang)圈(quan)越(yue)(yue)小(xiao)。最(zui)佳光(guang)圈(quan)一般在f/4-f/8。
3、景深(Depth of Field,DOF)
景(jing)(jing)(jing)深(shen)(shen)(shen)是指在(zai)被攝(she)物(wu)體(ti)聚(ju)焦清(qing)楚后(hou),在(zai)物(wu)體(ti)前后(hou)一(yi)定距(ju)(ju)(ju)離(li)(li)內,其(qi)影像仍然清(qing)晰(xi)的范圍。景(jing)(jing)(jing)深(shen)(shen)(shen)隨鏡(jing)頭的光(guang)圈值、焦距(ju)(ju)(ju)、拍攝(she)距(ju)(ju)(ju)離(li)(li)而變化,光(guang)圈越(yue)大,景(jing)(jing)(jing)深(shen)(shen)(shen)越(yue)小(淺),光(guang)圈越(yue)小,景(jing)(jing)(jing)深(shen)(shen)(shen)越(yue)大(深(shen)(shen)(shen))。焦距(ju)(ju)(ju)越(yue)長,景(jing)(jing)(jing)深(shen)(shen)(shen)越(yue)小,焦距(ju)(ju)(ju)越(yue)短,景(jing)(jing)(jing)深(shen)(shen)(shen)越(yue)大。距(ju)(ju)(ju)離(li)(li)拍攝(she)物(wu)體(ti)越(yue)近時,景(jing)(jing)(jing)深(shen)(shen)(shen)越(yue)小,拍攝(she)距(ju)(ju)(ju)離(li)(li)約遠,景(jing)(jing)(jing)深(shen)(shen)(shen)越(yue)大。
4、接口(Mount)
相機(ji)與(yu)鏡頭(tou)的(de)連接方式,常用的(de)包括C、CS、F、V、T2、Leica、M42x1、M75x0.75。
其(qi)中(zhong),c與cs接(jie)(jie)口的主要區別在于鏡頭與攝像機接(jie)(jie)觸面(mian)至鏡頭焦平面(mian)的距(ju)(ju)離不(bu)同,c型(xing)(xing)接(jie)(jie)口距(ju)(ju)離為17.5mm,cs型(xing)(xing)接(jie)(jie)口距(ju)(ju)離為12.5mm。
C型(xing)(xing)鏡頭與C型(xing)(xing)攝(she)像機,CS型(xing)(xing)鏡頭與CS型(xing)(xing)攝(she)像機可以(yi)配(pei)合使用(yong),C型(xing)(xing)鏡頭搭(da)配(pei)CS型(xing)(xing)搭(da)配(pei)使用(yong)增加(jia)一個5mm的C/CS轉接環(huan)就可以(yi)啦。
5、對應最大CCD尺寸(SensorSize)
鏡(jing)頭成像直徑(jing)可覆蓋(gai)最大(da)CCD芯片尺寸(cun)(傳感(gan)器尺寸(cun),一英(ying)寸(cun)=25.4mm),主要(yao)有:1/2″(eg:應(ying)(ying)該是1/2英(ying)寸(cun),靶面高度應(ying)(ying)該是6.4,具(ju)體(ti)計算(suan)有待查詢)、2/3″、1″和1″以上。
6、分辨率(Resolution)
分(fen)辨(bian)率(lv)代表鏡頭記錄物體細(xi)節的能(neng)(neng)(neng)力,以每毫(hao)米能(neng)(neng)(neng)夠分(fen)辨(bian)黑白對線的數量為計(ji)量單(dan)位(wei),“線對/毫(hao)米(lp/mm)”,分(fen)辨(bian)率(lv)越(yue)高(gao)的成(cheng)像(xiang)(xiang)(xiang)越(yue)清晰。我(wo)們常說的顯示(shi)分(fen)辨(bian)率(lv)是屏幕圖像(xiang)(xiang)(xiang)的精密度,指圖形所(suo)能(neng)(neng)(neng)顯示(shi)像(xiang)(xiang)(xiang)素有多(duo)少。
7、工作距離(Workingdistance,WD)
鏡(jing)頭第一個工作面到被(bei)測物體(ti)距離。
8、視野范圍(Field of View,FOV)
相(xiang)機實(shi)際(ji)拍攝到的區域尺(chi)寸。
9、光學放大倍數(Magnification,b)
CCD/FOV,即芯片尺寸除以視野(ye)范圍。
10、數值孔徑(Numerical Aperture,NA)
數(shu)(shu)值(zhi)孔(kong)(kong)徑(jing)等于由物體與物鏡間媒質的(de)(de)(de)折射(she)率n與物鏡孔(kong)(kong)徑(jing)角的(de)(de)(de)一半(a2)的(de)(de)(de)正(zheng)弦值(zhi)的(de)(de)(de)乘積,計算公式為N.A=n*sina/2。數(shu)(shu)值(zhi)孔(kong)(kong)徑(jing)與其(qi)它光學參(can)數(shu)(shu)有著密切的(de)(de)(de)關系,它與分(fen)辨(bian)率成正(zheng)比,與放(fang)大率成正(zheng)比。也就是說數(shu)(shu)值(zhi)孔(kong)(kong)徑(jing),直接決定了鏡頭分(fen)辨(bian)率,數(shu)(shu)值(zhi)孔(kong)(kong)徑(jing)越(yue)大,分(fen)辨(bian)率越(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,哪怕接口一樣也可(ke)能有不同的后(hou)倍焦(jiao)。
三、工業相機鏡頭如何選型
選擇(ze)工業相(xiang)機鏡頭時,要注意:
1、C接(jie)(jie)(jie)(jie)口(kou)(kou)(kou)還是(shi)CS接(jie)(jie)(jie)(jie)口(kou)(kou)(kou),C接(jie)(jie)(jie)(jie)口(kou)(kou)(kou)的(de)(de)接(jie)(jie)(jie)(jie)口(kou)(kou)(kou)距離(li)是(shi)17.5mm,CS接(jie)(jie)(jie)(jie)口(kou)(kou)(kou)的(de)(de)接(jie)(jie)(jie)(jie)口(kou)(kou)(kou)距離(li)是(shi)12.5mm,用錯了就不能(neng)合焦(jiao)。
2、要根據感光器件的(de)大(da)小來選擇(ze)鏡(jing)頭,是2/3寸感光芯片的(de)要選擇(ze)對應成(cheng)像圈的(de)鏡(jing)頭,如果選擇(ze)了1/3"或1/2“的(de),會出現很大(da)的(de)暗(an)角。
3、選(xuan)擇焦距(ju),即選(xuan)擇視野范(fan)(fan)圍(wei)比觀測范(fan)(fan)圍(wei)稍大一點(dian)的鏡頭。
4、景深(shen)(shen)與光(guang)環境的(de)配(pei)合(he),光(guang)線充足(zu),配(pei)備(bei)光(guang)源照射的(de)地方可以選用(yong)小光(guang)圈(quan),加大(da)(da)景深(shen)(shen),提高拍(pai)攝清晰度。光(guang)線不(bu)足(zu)的(de)地方需要稍大(da)(da)一點的(de)光(guang)圈(quan)或采用(yong)高感光(guang)度的(de)感光(guang)芯片。