一、什么是工業相機
工業相機(ji)(ji)(俗稱:工業攝像機(ji)(ji))是機(ji)(ji)器(qi)視(shi)覺(jue)系統(tong)的重要組成部分,在機(ji)(ji)器(qi)視(shi)覺(jue)系統(tong)中有著非常重要的作(zuo)用。相比傳(chuan)統(tong)相機(ji)(ji)(攝像機(ji)(ji))而言,它具(ju)有高(gao)穩定性、高(gao)傳(chuan)輸能力(li)和高(gao)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)
工業相(xiang)機鏡頭焦距的參數用mm(毫米)來劃分的,常(chang)規的有6mm,8mm,12mm,16mm,25mm,35mm,50mm,75mm。一(yi)般(ban)6mm鏡頭在15m以(yi)內,8mm鏡頭在20m以(yi)內,視(shi)角約50度,12mm在30-40m以(yi)內,約30度,16mm在40-60以(yi)內。
較常見普(pu)通(tong)相(xiang)機(ji)有8mm,15mm,24mm,28mm,35mm,50mm,85mm,105mm,135mm,200mm,400mm,600mm,1200mm等,還有長(chang)達2500mm超(chao)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(ju)的(de)長(chang)短(duan),也即(ji)拍攝時的(de)視角(jiao),可分(fen)為(wei)標準鏡(jing)頭(tou)(tou)、廣角(jiao)鏡(jing)頭(tou)(tou)、和(he)長(chang)焦(jiao)(jiao)距(ju)鏡(jing)頭(tou)(tou)等。根據焦(jiao)(jiao)距(ju)能否調節分(fen)為(wei)定(ding)焦(jiao)(jiao)鏡(jing)頭(tou)(tou)和(he)變焦(jiao)(jiao)鏡(jing)頭(tou)(tou)兩大類(lei)。
2、光圈(Iris)
光圈(quan)用F表(biao)示,以鏡頭焦距(ju)f和通光孔徑D的比值來衡量,每個鏡頭上都標有最大(da)F值,例如:8mm/F1.4代表(biao)最大(da)孔徑D為5.7mm,F值越小,光圈(quan)越大(da),F值越大(da),光圈(quan)越小。最佳光圈(quan)一般在f/4-f/8。
3、景深(Depth of Field,DOF)
景(jing)(jing)(jing)深(shen)(shen)是指在(zai)被攝(she)物體(ti)聚焦清(qing)楚后,在(zai)物體(ti)前后一定距(ju)(ju)離內,其(qi)影(ying)像仍然清(qing)晰的范(fan)圍。景(jing)(jing)(jing)深(shen)(shen)隨鏡頭的光(guang)(guang)(guang)圈(quan)值、焦距(ju)(ju)、拍(pai)攝(she)距(ju)(ju)離而變(bian)化,光(guang)(guang)(guang)圈(quan)越(yue)大,景(jing)(jing)(jing)深(shen)(shen)越(yue)小(xiao)(淺),光(guang)(guang)(guang)圈(quan)越(yue)小(xiao),景(jing)(jing)(jing)深(shen)(shen)越(yue)大(深(shen)(shen))。焦距(ju)(ju)越(yue)長,景(jing)(jing)(jing)深(shen)(shen)越(yue)小(xiao),焦距(ju)(ju)越(yue)短,景(jing)(jing)(jing)深(shen)(shen)越(yue)大。距(ju)(ju)離拍(pai)攝(she)物體(ti)越(yue)近時,景(jing)(jing)(jing)深(shen)(shen)越(yue)小(xiao),拍(pai)攝(she)距(ju)(ju)離約遠,景(jing)(jing)(jing)深(shen)(shen)越(yue)大。
4、接口(Mount)
相機與鏡(jing)頭的連(lian)接方式,常(chang)用的包括C、CS、F、V、T2、Leica、M42x1、M75x0.75。
其中,c與cs接(jie)口(kou)(kou)的主要(yao)區別在于鏡頭與攝像機接(jie)觸面至鏡頭焦平面的距離不(bu)同(tong),c型接(jie)口(kou)(kou)距離為(wei)17.5mm,cs型接(jie)口(kou)(kou)距離為(wei)12.5mm。
C型(xing)鏡頭(tou)與C型(xing)攝(she)(she)像(xiang)機,CS型(xing)鏡頭(tou)與CS型(xing)攝(she)(she)像(xiang)機可以配(pei)合使用(yong),C型(xing)鏡頭(tou)搭(da)配(pei)CS型(xing)搭(da)配(pei)使用(yong)增加一個(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(fu)蓋最(zui)大CCD芯片尺(chi)寸(cun)(傳感器尺(chi)寸(cun),一英寸(cun)=25.4mm),主要有(you)(you):1/2″(eg:應該是1/2英寸(cun),靶面高(gao)度應該是6.4,具體計算有(you)(you)待查詢)、2/3″、1″和1″以上。
6、分辨率(Resolution)
分(fen)(fen)辨(bian)率代表鏡頭記錄(lu)物體細節的(de)(de)能力(li),以每(mei)毫米(mi)能夠分(fen)(fen)辨(bian)黑白對線(xian)的(de)(de)數(shu)量為計(ji)量單位,“線(xian)對/毫米(mi)(lp/mm)”,分(fen)(fen)辨(bian)率越高(gao)的(de)(de)成像越清(qing)晰。我們常(chang)說的(de)(de)顯(xian)示分(fen)(fen)辨(bian)率是屏幕圖像的(de)(de)精密度,指(zhi)圖形所能顯(xian)示像素(su)有多(duo)少。
7、工作距離(Workingdistance,WD)
鏡頭第一個工(gong)作面(mian)到(dao)被測物體距離。
8、視野范圍(Field of View,FOV)
相機實際(ji)拍攝到的(de)區域(yu)尺寸。
9、光學放大倍數(Magnification,b)
CCD/FOV,即芯(xin)片尺寸除以視野范圍。
10、數值孔徑(Numerical Aperture,NA)
數(shu)(shu)值(zhi)(zhi)孔(kong)徑等于由物(wu)體(ti)與(yu)物(wu)鏡間媒質的折射率(lv)(lv)n與(yu)物(wu)鏡孔(kong)徑角(jiao)的一半(ban)(a2)的正弦值(zhi)(zhi)的乘積,計算(suan)公式(shi)為N.A=n*sina/2。數(shu)(shu)值(zhi)(zhi)孔(kong)徑與(yu)其(qi)它光(guang)學參數(shu)(shu)有(you)著密切(qie)的關系,它與(yu)分辨率(lv)(lv)成(cheng)正比,與(yu)放大率(lv)(lv)成(cheng)正比。也就是說數(shu)(shu)值(zhi)(zhi)孔(kong)徑,直接決定了鏡頭分辨率(lv)(lv),數(shu)(shu)值(zhi)(zhi)孔(kong)徑越大,分辨率(lv)(lv)越高(gao),否(fou)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(yi)樣也可能有(you)不同的后倍焦。
三、工業相機鏡頭如何選型
選擇工業(ye)相機鏡(jing)頭(tou)時,要(yao)注意:
1、C接(jie)口(kou)(kou)(kou)還是CS接(jie)口(kou)(kou)(kou),C接(jie)口(kou)(kou)(kou)的(de)接(jie)口(kou)(kou)(kou)距離(li)是17.5mm,CS接(jie)口(kou)(kou)(kou)的(de)接(jie)口(kou)(kou)(kou)距離(li)是12.5mm,用錯了就不(bu)能合焦。
2、要(yao)根據感(gan)(gan)光器件的(de)大小來選(xuan)擇鏡頭,是2/3寸感(gan)(gan)光芯片(pian)的(de)要(yao)選(xuan)擇對應成像圈(quan)的(de)鏡頭,如果選(xuan)擇了1/3"或1/2“的(de),會出現很大的(de)暗角。
3、選(xuan)擇(ze)焦距,即(ji)選(xuan)擇(ze)視野范圍比(bi)觀測范圍稍大一點的(de)鏡頭。
4、景深與光(guang)(guang)(guang)環境的(de)(de)配(pei)合,光(guang)(guang)(guang)線充足(zu),配(pei)備光(guang)(guang)(guang)源照(zhao)射的(de)(de)地方可以選用小(xiao)光(guang)(guang)(guang)圈,加(jia)大(da)(da)景深,提高拍攝清(qing)晰度。光(guang)(guang)(guang)線不足(zu)的(de)(de)地方需要(yao)稍(shao)大(da)(da)一點的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)圈或采用高感光(guang)(guang)(guang)度的(de)(de)感光(guang)(guang)(guang)芯片(pian)。