一、什么是工業相機
工業(ye)(ye)相(xiang)機(ji)(ji)(俗稱:工業(ye)(ye)攝像機(ji)(ji))是機(ji)(ji)器(qi)視覺(jue)系統(tong)(tong)的(de)重要(yao)組成部分,在機(ji)(ji)器(qi)視覺(jue)系統(tong)(tong)中(zhong)有著非(fei)常(chang)重要(yao)的(de)作用。相(xiang)比傳統(tong)(tong)相(xiang)機(ji)(ji)(攝像機(ji)(ji))而言(yan),它具(ju)有高穩(wen)定(ding)性、高傳輸能力(li)和高抗干擾能力(li)等(deng)優勢。
二、工業相機鏡頭上的參數含義
1、焦距(FocalLength)
工業(ye)相(xiang)機(ji)鏡頭(tou)焦距的參數用mm(毫米)來劃分的,常規的有6mm,8mm,12mm,16mm,25mm,35mm,50mm,75mm。一般6mm鏡頭(tou)在15m以內(nei),8mm鏡頭(tou)在20m以內(nei),視(shi)角約50度(du),12mm在30-40m以內(nei),約30度(du),16mm在40-60以內(nei)。
較常見普通(tong)相機有8mm,15mm,24mm,28mm,35mm,50mm,85mm,105mm,135mm,200mm,400mm,600mm,1200mm等,還有長達2500mm超長焦望遠鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)。鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)根(gen)據其焦距的長短,也即拍(pai)攝時的視角,可分為標準鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)、廣(guang)角鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)、和長焦距鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)等。根(gen)據焦距能否調節分為定焦鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)和變焦鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)兩大(da)類。
2、光圈(Iris)
光(guang)(guang)圈用(yong)F表(biao)示,以(yi)鏡(jing)頭焦(jiao)距(ju)f和通光(guang)(guang)孔徑D的比值(zhi)來衡(heng)量(liang),每(mei)個鏡(jing)頭上都標有最(zui)大F值(zhi),例如:8mm/F1.4代表(biao)最(zui)大孔徑D為5.7mm,F值(zhi)越(yue)小,光(guang)(guang)圈越(yue)大,F值(zhi)越(yue)大,光(guang)(guang)圈越(yue)小。最(zui)佳光(guang)(guang)圈一般在f/4-f/8。
3、景深(Depth of Field,DOF)
景(jing)(jing)深(shen)是指在被攝物體(ti)(ti)聚焦(jiao)清(qing)(qing)楚后(hou)(hou),在物體(ti)(ti)前后(hou)(hou)一定(ding)距(ju)離(li)內,其影像仍然清(qing)(qing)晰的(de)范圍。景(jing)(jing)深(shen)隨鏡頭的(de)光圈值(zhi)、焦(jiao)距(ju)、拍(pai)攝距(ju)離(li)而(er)變化,光圈越(yue)(yue)大(da),景(jing)(jing)深(shen)越(yue)(yue)小(淺),光圈越(yue)(yue)小,景(jing)(jing)深(shen)越(yue)(yue)大(da)(深(shen))。焦(jiao)距(ju)越(yue)(yue)長(chang),景(jing)(jing)深(shen)越(yue)(yue)小,焦(jiao)距(ju)越(yue)(yue)短,景(jing)(jing)深(shen)越(yue)(yue)大(da)。距(ju)離(li)拍(pai)攝物體(ti)(ti)越(yue)(yue)近時(shi),景(jing)(jing)深(shen)越(yue)(yue)小,拍(pai)攝距(ju)離(li)約(yue)遠(yuan),景(jing)(jing)深(shen)越(yue)(yue)大(da)。
4、接口(Mount)
相機與鏡頭的連接方式,常用(yong)的包(bao)括C、CS、F、V、T2、Leica、M42x1、M75x0.75。
其中,c與cs接(jie)(jie)口的(de)主要區別(bie)在于(yu)鏡頭與攝像機接(jie)(jie)觸面(mian)至鏡頭焦平(ping)面(mian)的(de)距離不同,c型接(jie)(jie)口距離為17.5mm,cs型接(jie)(jie)口距離為12.5mm。
C型(xing)(xing)(xing)鏡(jing)頭與(yu)C型(xing)(xing)(xing)攝像機,CS型(xing)(xing)(xing)鏡(jing)頭與(yu)CS型(xing)(xing)(xing)攝像機可以配(pei)合使(shi)用,C型(xing)(xing)(xing)鏡(jing)頭搭配(pei)CS型(xing)(xing)(xing)搭配(pei)使(shi)用增加一個5mm的C/CS轉接環就可以啦(la)。
5、對應最大CCD尺寸(SensorSize)
鏡頭成(cheng)像直(zhi)徑可覆蓋(gai)最大CCD芯片尺寸(cun)(cun)(傳感器尺寸(cun)(cun),一英寸(cun)(cun)=25.4mm),主要有:1/2″(eg:應該是1/2英寸(cun)(cun),靶面高度應該是6.4,具體計算有待(dai)查(cha)詢)、2/3″、1″和1″以上(shang)。
6、分辨率(Resolution)
分(fen)辨(bian)(bian)率代表鏡頭(tou)記(ji)錄物體細節的(de)(de)能力(li),以每毫(hao)(hao)米能夠分(fen)辨(bian)(bian)黑白對線(xian)的(de)(de)數量(liang)為計量(liang)單位,“線(xian)對/毫(hao)(hao)米(lp/mm)”,分(fen)辨(bian)(bian)率越(yue)高(gao)的(de)(de)成像越(yue)清晰(xi)。我們常(chang)說的(de)(de)顯(xian)示(shi)分(fen)辨(bian)(bian)率是(shi)屏幕圖像的(de)(de)精(jing)密度,指圖形(xing)所能顯(xian)示(shi)像素有多少。
7、工作距離(Workingdistance,WD)
鏡頭第一個(ge)工作面到被測物(wu)體距離。
8、視野范圍(Field of View,FOV)
相機實際拍攝到的區域尺寸。
9、光學放大倍數(Magnification,b)
CCD/FOV,即芯片尺寸除以視野范圍(wei)。
10、數值孔徑(Numerical Aperture,NA)
數值孔徑(jing)等(deng)于由(you)物(wu)(wu)體與物(wu)(wu)鏡(jing)間媒質的(de)折(zhe)射率n與物(wu)(wu)鏡(jing)孔徑(jing)角的(de)一半(a2)的(de)正弦值的(de)乘積(ji),計(ji)算公式為N.A=n*sina/2。數值孔徑(jing)與其(qi)它光(guang)學參數有著密(mi)切的(de)關系,它與分(fen)辨(bian)率成(cheng)正比(bi),與放大率成(cheng)正比(bi)。也就是說數值孔徑(jing),直接決定了鏡(jing)頭分(fen)辨(bian)率,數值孔徑(jing)越大,分(fen)辨(bian)率越高,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(pa)接口(kou)一樣也可能有不(bu)同的后倍(bei)焦。
三、工業相機鏡頭如何選型
選擇工業相機鏡頭(tou)時,要注意(yi):
1、C接(jie)口(kou)還是(shi)CS接(jie)口(kou),C接(jie)口(kou)的(de)接(jie)口(kou)距離是(shi)17.5mm,CS接(jie)口(kou)的(de)接(jie)口(kou)距離是(shi)12.5mm,用錯(cuo)了就不能(neng)合焦。
2、要根據感(gan)光(guang)器件(jian)的(de)(de)(de)(de)大(da)(da)小來選(xuan)擇鏡頭,是2/3寸感(gan)光(guang)芯(xin)片的(de)(de)(de)(de)要選(xuan)擇對應成(cheng)像圈的(de)(de)(de)(de)鏡頭,如果選(xuan)擇了1/3"或1/2“的(de)(de)(de)(de),會出現(xian)很大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)暗角。
3、選擇焦(jiao)距,即選擇視野(ye)范(fan)圍(wei)比觀測范(fan)圍(wei)稍大一(yi)點(dian)的鏡頭。
4、景(jing)深與(yu)光(guang)環境(jing)的配合,光(guang)線充足,配備光(guang)源照射的地(di)方可以選用(yong)小光(guang)圈,加(jia)大景(jing)深,提(ti)高(gao)(gao)拍攝清晰度。光(guang)線不足的地(di)方需要(yao)稍大一(yi)點的光(guang)圈或采用(yong)高(gao)(gao)感(gan)光(guang)度的感(gan)光(guang)芯片。