一、什么是工業相機
工業相機(俗稱:工業攝(she)像(xiang)機)是機器視覺系(xi)統(tong)的重要組成部分,在(zai)機器視覺系(xi)統(tong)中有著非常重要的作用。相比傳統(tong)相機(攝(she)像(xiang)機)而言,它具有高穩定性、高傳輸能力(li)和高抗干(gan)擾能力(li)等優勢。
二、工業相機鏡頭上的參數含義
1、焦距(FocalLength)
工業相機鏡(jing)(jing)頭焦距的參數(shu)用mm(毫米)來(lai)劃(hua)分的,常規的有6mm,8mm,12mm,16mm,25mm,35mm,50mm,75mm。一般6mm鏡(jing)(jing)頭在15m以(yi)內,8mm鏡(jing)(jing)頭在20m以(yi)內,視角約50度(du)(du),12mm在30-40m以(yi)內,約30度(du)(du),16mm在40-60以(yi)內。
較(jiao)常見(jian)普通相機有8mm,15mm,24mm,28mm,35mm,50mm,85mm,105mm,135mm,200mm,400mm,600mm,1200mm等(deng),還有長(chang)達2500mm超(chao)長(chang)焦(jiao)望遠鏡(jing)頭(tou)(tou)。鏡(jing)頭(tou)(tou)根據其焦(jiao)距的長(chang)短,也即拍攝時的視角,可分為標準鏡(jing)頭(tou)(tou)、廣角鏡(jing)頭(tou)(tou)、和(he)長(chang)焦(jiao)距鏡(jing)頭(tou)(tou)等(deng)。根據焦(jiao)距能否調節分為定焦(jiao)鏡(jing)頭(tou)(tou)和(he)變焦(jiao)鏡(jing)頭(tou)(tou)兩大類。
2、光圈(Iris)
光(guang)(guang)(guang)圈(quan)用F表示(shi),以(yi)鏡頭焦距f和通(tong)光(guang)(guang)(guang)孔徑D的比值(zhi)來衡(heng)量,每(mei)個(ge)鏡頭上都標有最(zui)大(da)(da)F值(zhi),例如(ru):8mm/F1.4代表最(zui)大(da)(da)孔徑D為5.7mm,F值(zhi)越(yue)小(xiao),光(guang)(guang)(guang)圈(quan)越(yue)大(da)(da),F值(zhi)越(yue)大(da)(da),光(guang)(guang)(guang)圈(quan)越(yue)小(xiao)。最(zui)佳光(guang)(guang)(guang)圈(quan)一般在f/4-f/8。
3、景深(Depth of Field,DOF)
景(jing)(jing)深(shen)(shen)(shen)是指在(zai)被攝(she)(she)物(wu)(wu)體聚焦清楚后,在(zai)物(wu)(wu)體前后一定(ding)距(ju)離(li)內,其影像仍然(ran)清晰(xi)的(de)范(fan)圍。景(jing)(jing)深(shen)(shen)(shen)隨(sui)鏡頭的(de)光圈值、焦距(ju)、拍(pai)攝(she)(she)距(ju)離(li)而(er)變化,光圈越大,景(jing)(jing)深(shen)(shen)(shen)越小(淺),光圈越小,景(jing)(jing)深(shen)(shen)(shen)越大(深(shen)(shen)(shen))。焦距(ju)越長,景(jing)(jing)深(shen)(shen)(shen)越小,焦距(ju)越短,景(jing)(jing)深(shen)(shen)(shen)越大。距(ju)離(li)拍(pai)攝(she)(she)物(wu)(wu)體越近時,景(jing)(jing)深(shen)(shen)(shen)越小,拍(pai)攝(she)(she)距(ju)離(li)約遠,景(jing)(jing)深(shen)(shen)(shen)越大。
4、接口(Mount)
相機與(yu)鏡頭的(de)連接(jie)方式,常用的(de)包(bao)括(kuo)C、CS、F、V、T2、Leica、M42x1、M75x0.75。
其中,c與cs接口(kou)的主要(yao)區別在于鏡頭與攝像機接觸面至鏡頭焦(jiao)平面的距(ju)離不同,c型(xing)接口(kou)距(ju)離為17.5mm,cs型(xing)接口(kou)距(ju)離為12.5mm。
C型鏡(jing)頭與C型攝像機,CS型鏡(jing)頭與CS型攝像機可以(yi)配合(he)使用(yong),C型鏡(jing)頭搭配CS型搭配使用(yong)增加一(yi)個5mm的C/CS轉接(jie)環(huan)就可以(yi)啦。
5、對應最大CCD尺寸(SensorSize)
鏡頭成像直徑可(ke)覆蓋最大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:應該(gai)是(shi)1/2英寸(cun),靶面高度應該(gai)是(shi)6.4,具體(ti)計算有(you)待(dai)查詢(xun))、2/3″、1″和1″以上(shang)。
6、分辨率(Resolution)
分(fen)辨(bian)率(lv)代(dai)表(biao)鏡(jing)頭記錄(lu)物體細節的能(neng)力,以(yi)每毫米(mi)能(neng)夠分(fen)辨(bian)黑白對(dui)線的數量為計量單位,“線對(dui)/毫米(mi)(lp/mm)”,分(fen)辨(bian)率(lv)越高(gao)的成像(xiang)(xiang)越清(qing)晰。我們常說的顯(xian)示(shi)(shi)分(fen)辨(bian)率(lv)是屏幕圖像(xiang)(xiang)的精密度,指(zhi)圖形所能(neng)顯(xian)示(shi)(shi)像(xiang)(xiang)素有多少。
7、工作距離(Workingdistance,WD)
鏡頭第一個(ge)工作面到(dao)被測物體距離。
8、視野范圍(Field of View,FOV)
相機(ji)實(shi)際拍攝到的區域尺寸。
9、光學放大倍數(Magnification,b)
CCD/FOV,即(ji)芯片(pian)尺寸除以視野范圍。
10、數值孔徑(Numerical Aperture,NA)
數值(zhi)孔(kong)(kong)(kong)徑(jing)(jing)等于由物(wu)體與物(wu)鏡間(jian)媒(mei)質的(de)(de)折射率n與物(wu)鏡孔(kong)(kong)(kong)徑(jing)(jing)角的(de)(de)一半(a2)的(de)(de)正(zheng)弦值(zhi)的(de)(de)乘積(ji),計(ji)算公式為N.A=n*sina/2。數值(zhi)孔(kong)(kong)(kong)徑(jing)(jing)與其它光學(xue)參數有(you)著密切(qie)的(de)(de)關系,它與分辨率成正(zheng)比(bi),與放大率成正(zheng)比(bi)。也就(jiu)是說數值(zhi)孔(kong)(kong)(kong)徑(jing)(jing),直接(jie)決(jue)定了鏡頭分辨率,數值(zhi)孔(kong)(kong)(kong)徑(jing)(jing)越(yue)大,分辨率越(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,哪怕接口一樣也可能有(you)不同的后倍焦。
三、工業相機鏡頭如何選型
選擇(ze)工業相(xiang)機(ji)鏡頭(tou)時(shi),要注意:
1、C接(jie)(jie)口還是CS接(jie)(jie)口,C接(jie)(jie)口的接(jie)(jie)口距(ju)離是17.5mm,CS接(jie)(jie)口的接(jie)(jie)口距(ju)離是12.5mm,用錯了(le)就不(bu)能合焦。
2、要根據感(gan)光器件的大(da)小(xiao)來選擇(ze)鏡頭(tou),是2/3寸感(gan)光芯片的要選擇(ze)對(dui)應成像圈(quan)的鏡頭(tou),如果選擇(ze)了(le)1/3"或1/2“的,會出現很大(da)的暗角(jiao)。
3、選擇焦(jiao)距,即選擇視野范圍比觀測范圍稍大一點的鏡(jing)頭。
4、景深(shen)與光(guang)環境的(de)配合,光(guang)線充足,配備光(guang)源(yuan)照(zhao)射的(de)地(di)方可以(yi)選用小(xiao)光(guang)圈,加(jia)大景深(shen),提高(gao)拍(pai)攝清晰(xi)度(du)。光(guang)線不足的(de)地(di)方需要稍(shao)大一(yi)點的(de)光(guang)圈或采用高(gao)感(gan)光(guang)度(du)的(de)感(gan)光(guang)芯片(pian)。