一、什么是工業相機
工(gong)業相機(俗稱(cheng):工(gong)業攝(she)像機)是(shi)機器視(shi)覺系統(tong)的(de)重要組成部分(fen),在機器視(shi)覺系統(tong)中有(you)著非常(chang)重要的(de)作用。相比(bi)傳統(tong)相機(攝(she)像機)而言(yan),它具有(you)高穩定性、高傳輸能(neng)力和高抗干擾能(neng)力等(deng)優勢。
二、工業相機鏡頭上的參數含義
1、焦距(FocalLength)
工業相機(ji)鏡(jing)頭(tou)焦距的(de)參數用(yong)mm(毫(hao)米)來劃分的(de),常規(gui)的(de)有6mm,8mm,12mm,16mm,25mm,35mm,50mm,75mm。一(yi)般6mm鏡(jing)頭(tou)在15m以內,8mm鏡(jing)頭(tou)在20m以內,視角約50度,12mm在30-40m以內,約30度,16mm在40-60以內。
較常見普通相(xiang)機有(you)8mm,15mm,24mm,28mm,35mm,50mm,85mm,105mm,135mm,200mm,400mm,600mm,1200mm等(deng),還有(you)長(chang)達2500mm超長(chang)焦(jiao)(jiao)望(wang)遠鏡(jing)頭(tou)(tou)。鏡(jing)頭(tou)(tou)根據其焦(jiao)(jiao)距的(de)長(chang)短,也即拍攝(she)時(shi)的(de)視角(jiao),可分為標準鏡(jing)頭(tou)(tou)、廣角(jiao)鏡(jing)頭(tou)(tou)、和(he)長(chang)焦(jiao)(jiao)距鏡(jing)頭(tou)(tou)等(deng)。根據焦(jiao)(jiao)距能否調節分為定焦(jiao)(jiao)鏡(jing)頭(tou)(tou)和(he)變焦(jiao)(jiao)鏡(jing)頭(tou)(tou)兩大類。
2、光圈(Iris)
光(guang)圈(quan)用F表示,以鏡頭(tou)焦距f和通光(guang)孔徑D的比值(zhi)來衡量,每(mei)個鏡頭(tou)上都標(biao)有最大(da)F值(zhi),例如:8mm/F1.4代表最大(da)孔徑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)是指在(zai)被攝(she)(she)物體聚焦清(qing)楚后(hou)(hou),在(zai)物體前后(hou)(hou)一(yi)定距(ju)(ju)離(li)內,其影(ying)像仍(reng)然清(qing)晰的(de)范圍(wei)。景(jing)(jing)(jing)深(shen)隨鏡頭(tou)的(de)光(guang)圈(quan)(quan)(quan)值、焦距(ju)(ju)、拍攝(she)(she)距(ju)(ju)離(li)而(er)變化,光(guang)圈(quan)(quan)(quan)越(yue)(yue)大(da),景(jing)(jing)(jing)深(shen)越(yue)(yue)小(淺),光(guang)圈(quan)(quan)(quan)越(yue)(yue)小,景(jing)(jing)(jing)深(shen)越(yue)(yue)大(da)(深(shen))。焦距(ju)(ju)越(yue)(yue)長,景(jing)(jing)(jing)深(shen)越(yue)(yue)小,焦距(ju)(ju)越(yue)(yue)短(duan),景(jing)(jing)(jing)深(shen)越(yue)(yue)大(da)。距(ju)(ju)離(li)拍攝(she)(she)物體越(yue)(yue)近時,景(jing)(jing)(jing)深(shen)越(yue)(yue)小,拍攝(she)(she)距(ju)(ju)離(li)約遠,景(jing)(jing)(jing)深(shen)越(yue)(yue)大(da)。
4、接口(Mount)
相(xiang)機與鏡頭(tou)的(de)連接(jie)方式(shi),常用的(de)包括C、CS、F、V、T2、Leica、M42x1、M75x0.75。
其中,c與(yu)(yu)cs接口的(de)主要區別在于鏡頭與(yu)(yu)攝(she)像機接觸面至鏡頭焦(jiao)平面的(de)距離不(bu)同(tong),c型接口距離為17.5mm,cs型接口距離為12.5mm。
C型(xing)(xing)(xing)鏡頭(tou)與C型(xing)(xing)(xing)攝像機,CS型(xing)(xing)(xing)鏡頭(tou)與CS型(xing)(xing)(xing)攝像機可以配合(he)使用,C型(xing)(xing)(xing)鏡頭(tou)搭配CS型(xing)(xing)(xing)搭配使用增加一(yi)個(ge)5mm的C/CS轉接環就可以啦。
5、對應最大CCD尺寸(SensorSize)
鏡頭成像(xiang)直徑可覆蓋最大CCD芯(xin)片尺(chi)寸(cun)(cun)(傳(chuan)感器尺(chi)寸(cun)(cun),一英寸(cun)(cun)=25.4mm),主要有:1/2″(eg:應(ying)該(gai)是(shi)1/2英寸(cun)(cun),靶(ba)面高度應(ying)該(gai)是(shi)6.4,具體計算有待查詢)、2/3″、1″和1″以上。
6、分辨率(Resolution)
分(fen)辨(bian)率(lv)(lv)(lv)代表鏡(jing)頭記(ji)錄物體(ti)細節的(de)(de)能力,以每(mei)毫米(mi)能夠分(fen)辨(bian)黑(hei)白對(dui)線的(de)(de)數量為計量單位,“線對(dui)/毫米(mi)(lp/mm)”,分(fen)辨(bian)率(lv)(lv)(lv)越高的(de)(de)成像(xiang)越清(qing)晰。我們常說的(de)(de)顯(xian)示分(fen)辨(bian)率(lv)(lv)(lv)是屏幕圖(tu)像(xiang)的(de)(de)精密度,指圖(tu)形所能顯(xian)示像(xiang)素有多(duo)少(shao)。
7、工作距離(Workingdistance,WD)
鏡(jing)頭第(di)一個工作面到被測物體(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,即芯片尺寸除以(yi)視野范圍(wei)。
10、數值孔徑(Numerical Aperture,NA)
數(shu)值孔(kong)(kong)徑(jing)等于由(you)物(wu)體與物(wu)鏡間媒質的(de)折射率n與物(wu)鏡孔(kong)(kong)徑(jing)角的(de)一(yi)半(a2)的(de)正(zheng)弦值的(de)乘積,計(ji)算公式為(wei)N.A=n*sina/2。數(shu)值孔(kong)(kong)徑(jing)與其(qi)它光學參數(shu)有著密(mi)切的(de)關系,它與分辨率成(cheng)正(zheng)比,與放大(da)率成(cheng)正(zheng)比。也就是說(shuo)數(shu)值孔(kong)(kong)徑(jing),直接決定了(le)鏡頭(tou)分辨率,數(shu)值孔(kong)(kong)徑(jing)越大(da),分辨率越高,否則(ze)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,哪怕接口一樣也可(ke)能有不同的后倍焦。
三、工業相機鏡頭如何選型
選擇工業相(xiang)機鏡(jing)頭(tou)時(shi),要注(zhu)意:
1、C接口還是(shi)CS接口,C接口的接口距離(li)是(shi)17.5mm,CS接口的接口距離(li)是(shi)12.5mm,用錯了就不能(neng)合(he)焦(jiao)。
2、要根據感(gan)光器件的(de)(de)大小(xiao)來選(xuan)(xuan)擇鏡(jing)頭(tou),是2/3寸(cun)感(gan)光芯片的(de)(de)要選(xuan)(xuan)擇對應成像圈(quan)的(de)(de)鏡(jing)頭(tou),如果選(xuan)(xuan)擇了1/3"或1/2“的(de)(de),會出現(xian)很大的(de)(de)暗角。
3、選(xuan)擇焦距,即選(xuan)擇視野(ye)范(fan)圍比觀測(ce)范(fan)圍稍大一(yi)點的(de)鏡(jing)頭。
4、景深(shen)(shen)與(yu)光(guang)(guang)環境的(de)配合(he),光(guang)(guang)線充足(zu),配備光(guang)(guang)源照射的(de)地(di)方可以選用小光(guang)(guang)圈(quan),加(jia)大景深(shen)(shen),提高拍(pai)攝清晰(xi)度。光(guang)(guang)線不足(zu)的(de)地(di)方需要稍大一點的(de)光(guang)(guang)圈(quan)或采用高感(gan)光(guang)(guang)度的(de)感(gan)光(guang)(guang)芯片。