一、什么是工業相機
工業(ye)相(xiang)機(ji)(俗稱:工業(ye)攝像(xiang)機(ji))是機(ji)器視(shi)覺系(xi)統的(de)重(zhong)要(yao)組成部分(fen),在(zai)機(ji)器視(shi)覺系(xi)統中(zhong)有著(zhu)非(fei)常(chang)重(zhong)要(yao)的(de)作用。相(xiang)比傳統相(xiang)機(ji)(攝像(xiang)機(ji))而(er)言,它具(ju)有高穩(wen)定(ding)性(xing)、高傳輸能力和高抗干擾能力等優勢。
二、工業相機鏡頭上的參數含義
1、焦距(FocalLength)
工業(ye)相機鏡(jing)頭焦(jiao)距的參數用(yong)mm(毫米)來劃分的,常(chang)規的有6mm,8mm,12mm,16mm,25mm,35mm,50mm,75mm。一般6mm鏡(jing)頭在15m以(yi)(yi)內,8mm鏡(jing)頭在20m以(yi)(yi)內,視角約50度,12mm在30-40m以(yi)(yi)內,約30度,16mm在40-60以(yi)(yi)內。
較常見普通相機有8mm,15mm,24mm,28mm,35mm,50mm,85mm,105mm,135mm,200mm,400mm,600mm,1200mm等,還有長(chang)達2500mm超長(chang)焦(jiao)(jiao)望遠(yuan)鏡(jing)(jing)(jing)頭(tou)(tou)。鏡(jing)(jing)(jing)頭(tou)(tou)根(gen)據其(qi)焦(jiao)(jiao)距(ju)的(de)長(chang)短,也即拍(pai)攝時(shi)的(de)視角,可分為標準鏡(jing)(jing)(jing)頭(tou)(tou)、廣角鏡(jing)(jing)(jing)頭(tou)(tou)、和長(chang)焦(jiao)(jiao)距(ju)鏡(jing)(jing)(jing)頭(tou)(tou)等。根(gen)據焦(jiao)(jiao)距(ju)能否調節(jie)分為定焦(jiao)(jiao)鏡(jing)(jing)(jing)頭(tou)(tou)和變焦(jiao)(jiao)鏡(jing)(jing)(jing)頭(tou)(tou)兩大類。
2、光圈(Iris)
光(guang)圈(quan)用F表(biao)示,以鏡頭焦距f和(he)通光(guang)孔徑(jing)D的比值(zhi)來衡量,每個(ge)鏡頭上都標有最(zui)大(da)F值(zhi),例如:8mm/F1.4代(dai)表(biao)最(zui)大(da)孔徑(jing)D為5.7mm,F值(zhi)越小,光(guang)圈(quan)越大(da),F值(zhi)越大(da),光(guang)圈(quan)越小。最(zui)佳(jia)光(guang)圈(quan)一般在(zai)f/4-f/8。
3、景深(Depth of Field,DOF)
景(jing)(jing)深(shen)(shen)(shen)是指在被攝(she)物(wu)體(ti)聚焦(jiao)清楚(chu)后,在物(wu)體(ti)前后一(yi)定(ding)距離(li)內,其影像仍然清晰的范(fan)圍。景(jing)(jing)深(shen)(shen)(shen)隨鏡(jing)頭的光圈(quan)值、焦(jiao)距、拍攝(she)距離(li)而變化,光圈(quan)越(yue)(yue)(yue)大(da),景(jing)(jing)深(shen)(shen)(shen)越(yue)(yue)(yue)小(xiao)(xiao)(淺),光圈(quan)越(yue)(yue)(yue)小(xiao)(xiao),景(jing)(jing)深(shen)(shen)(shen)越(yue)(yue)(yue)大(da)(深(shen)(shen)(shen))。焦(jiao)距越(yue)(yue)(yue)長,景(jing)(jing)深(shen)(shen)(shen)越(yue)(yue)(yue)小(xiao)(xiao),焦(jiao)距越(yue)(yue)(yue)短,景(jing)(jing)深(shen)(shen)(shen)越(yue)(yue)(yue)大(da)。距離(li)拍攝(she)物(wu)體(ti)越(yue)(yue)(yue)近(jin)時(shi),景(jing)(jing)深(shen)(shen)(shen)越(yue)(yue)(yue)小(xiao)(xiao),拍攝(she)距離(li)約遠,景(jing)(jing)深(shen)(shen)(shen)越(yue)(yue)(yue)大(da)。
4、接口(Mount)
相(xiang)機與鏡頭的連接方式,常(chang)用的包括(kuo)C、CS、F、V、T2、Leica、M42x1、M75x0.75。
其中,c與cs接(jie)口的主要(yao)區別在于(yu)鏡頭(tou)與攝像機(ji)接(jie)觸面至鏡頭(tou)焦平面的距離(li)不同(tong),c型接(jie)口距離(li)為(wei)17.5mm,cs型接(jie)口距離(li)為(wei)12.5mm。
C型(xing)鏡頭與(yu)C型(xing)攝像機,CS型(xing)鏡頭與(yu)CS型(xing)攝像機可(ke)以(yi)配合使用,C型(xing)鏡頭搭配CS型(xing)搭配使用增加一個5mm的C/CS轉(zhuan)接環就可(ke)以(yi)啦。
5、對應最大CCD尺寸(SensorSize)
鏡頭成像直(zhi)徑可覆蓋最(zui)大(da)CCD芯片尺寸(cun)(傳(chuan)感(gan)器尺寸(cun),一英寸(cun)=25.4mm),主要有(you):1/2″(eg:應(ying)該(gai)是1/2英寸(cun),靶(ba)面(mian)高度應(ying)該(gai)是6.4,具體計算有(you)待查詢)、2/3″、1″和1″以上。
6、分辨率(Resolution)
分辨(bian)率代表鏡頭(tou)記(ji)錄物(wu)體細節的能(neng)(neng)力,以每毫米(mi)能(neng)(neng)夠(gou)分辨(bian)黑白對(dui)線的數量(liang)為計量(liang)單位,“線對(dui)/毫米(mi)(lp/mm)”,分辨(bian)率越高的成像(xiang)(xiang)越清晰。我(wo)們常說的顯示(shi)分辨(bian)率是屏幕圖像(xiang)(xiang)的精密度,指圖形所(suo)能(neng)(neng)顯示(shi)像(xiang)(xiang)素有多(duo)少。
7、工作距離(Workingdistance,WD)
鏡頭第一(yi)個工(gong)作面(mian)到被測物體(ti)距離。
8、視野范圍(Field of View,FOV)
相機實際拍(pai)攝到的區域(yu)尺寸。
9、光學放大倍數(Magnification,b)
CCD/FOV,即芯片(pian)尺(chi)寸除以視野范(fan)圍。
10、數值孔徑(Numerical Aperture,NA)
數(shu)值(zhi)孔(kong)徑(jing)(jing)等于由物(wu)(wu)體與(yu)(yu)物(wu)(wu)鏡(jing)間媒質的(de)折(zhe)射(she)率n與(yu)(yu)物(wu)(wu)鏡(jing)孔(kong)徑(jing)(jing)角的(de)一半(a2)的(de)正弦(xian)值(zhi)的(de)乘積,計(ji)算公式為N.A=n*sina/2。數(shu)值(zhi)孔(kong)徑(jing)(jing)與(yu)(yu)其它光學參數(shu)有著密切的(de)關系,它與(yu)(yu)分辨(bian)(bian)率成正比,與(yu)(yu)放大率成正比。也就是說數(shu)值(zhi)孔(kong)徑(jing)(jing),直接(jie)決(jue)定了鏡(jing)頭分辨(bian)(bian)率,數(shu)值(zhi)孔(kong)徑(jing)(jing)越(yue)大,分辨(bian)(bian)率越(yue)高,否則反(fan)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(neng)有(you)不同(tong)的后倍(bei)焦。
三、工業相機鏡頭如何選型
選擇工業相機鏡頭時(shi),要注意:
1、C接(jie)(jie)(jie)口(kou)(kou)還(huan)是CS接(jie)(jie)(jie)口(kou)(kou),C接(jie)(jie)(jie)口(kou)(kou)的(de)(de)接(jie)(jie)(jie)口(kou)(kou)距離是17.5mm,CS接(jie)(jie)(jie)口(kou)(kou)的(de)(de)接(jie)(jie)(jie)口(kou)(kou)距離是12.5mm,用錯(cuo)了就不(bu)能(neng)合焦。
2、要根據(ju)感光器件的(de)(de)大(da)小來選擇鏡頭,是2/3寸感光芯片的(de)(de)要選擇對應成像圈的(de)(de)鏡頭,如果選擇了1/3"或1/2“的(de)(de),會出現很大(da)的(de)(de)暗角。
3、選擇焦距,即選擇視野范圍比(bi)觀測范圍稍大一點的鏡頭(tou)。
4、景深與光(guang)(guang)(guang)環(huan)境的(de)配合,光(guang)(guang)(guang)線充(chong)足(zu),配備光(guang)(guang)(guang)源(yuan)照(zhao)射(she)的(de)地方可以選(xuan)用小光(guang)(guang)(guang)圈,加大景深,提高拍攝清晰度。光(guang)(guang)(guang)線不足(zu)的(de)地方需要稍大一點的(de)光(guang)(guang)(guang)圈或采(cai)用高感(gan)光(guang)(guang)(guang)度的(de)感(gan)光(guang)(guang)(guang)芯片。