一、什么是工業相機
工(gong)業相機(俗稱:工(gong)業攝像機)是(shi)機器視覺系統的重(zhong)要組(zu)成部分,在機器視覺系統中有(you)著非常(chang)重(zhong)要的作用。相比傳(chuan)統相機(攝像機)而言,它具有(you)高穩定性(xing)、高傳(chuan)輸能(neng)力和高抗(kang)干擾能(neng)力等(deng)優(you)勢(shi)。
二、工業相機鏡頭上的參數含義
1、焦距(FocalLength)
工業(ye)相機鏡頭焦(jiao)距的參(can)數(shu)用(yong)mm(毫米)來劃分的,常規(gui)的有6mm,8mm,12mm,16mm,25mm,35mm,50mm,75mm。一般6mm鏡頭在(zai)15m以內(nei),8mm鏡頭在(zai)20m以內(nei),視角約50度,12mm在(zai)30-40m以內(nei),約30度,16mm在(zai)40-60以內(nei)。
較常見普通相(xiang)機有(you)8mm,15mm,24mm,28mm,35mm,50mm,85mm,105mm,135mm,200mm,400mm,600mm,1200mm等,還(huan)有(you)長(chang)達2500mm超長(chang)焦(jiao)望(wang)遠鏡(jing)(jing)頭(tou)。鏡(jing)(jing)頭(tou)根(gen)據(ju)其焦(jiao)距的長(chang)短(duan),也即拍攝時的視(shi)角,可分為標準鏡(jing)(jing)頭(tou)、廣角鏡(jing)(jing)頭(tou)、和長(chang)焦(jiao)距鏡(jing)(jing)頭(tou)等。根(gen)據(ju)焦(jiao)距能否(fou)調節分為定焦(jiao)鏡(jing)(jing)頭(tou)和變焦(jiao)鏡(jing)(jing)頭(tou)兩大(da)類。
2、光圈(Iris)
光(guang)(guang)圈(quan)(quan)用(yong)F表(biao)(biao)示,以鏡頭(tou)(tou)焦距f和通光(guang)(guang)孔(kong)徑(jing)(jing)D的比(bi)值來衡量,每個(ge)鏡頭(tou)(tou)上都(dou)標(biao)有(you)最大(da)F值,例如:8mm/F1.4代(dai)表(biao)(biao)最大(da)孔(kong)徑(jing)(jing)D為5.7mm,F值越小,光(guang)(guang)圈(quan)(quan)越大(da),F值越大(da),光(guang)(guang)圈(quan)(quan)越小。最佳光(guang)(guang)圈(quan)(quan)一般在f/4-f/8。
3、景深(Depth of Field,DOF)
景深(shen)(shen)(shen)是(shi)指在被攝物(wu)(wu)體聚焦(jiao)清楚后,在物(wu)(wu)體前后一(yi)定距離(li)內,其影像仍然清晰的范圍。景深(shen)(shen)(shen)隨鏡頭的光圈(quan)值、焦(jiao)距、拍攝距離(li)而(er)變(bian)化,光圈(quan)越(yue)(yue)(yue)大(da),景深(shen)(shen)(shen)越(yue)(yue)(yue)小(xiao)(淺),光圈(quan)越(yue)(yue)(yue)小(xiao),景深(shen)(shen)(shen)越(yue)(yue)(yue)大(da)(深(shen)(shen)(shen))。焦(jiao)距越(yue)(yue)(yue)長,景深(shen)(shen)(shen)越(yue)(yue)(yue)小(xiao),焦(jiao)距越(yue)(yue)(yue)短,景深(shen)(shen)(shen)越(yue)(yue)(yue)大(da)。距離(li)拍攝物(wu)(wu)體越(yue)(yue)(yue)近(jin)時,景深(shen)(shen)(shen)越(yue)(yue)(yue)小(xiao),拍攝距離(li)約遠,景深(shen)(shen)(shen)越(yue)(yue)(yue)大(da)。
4、接口(Mount)
相機與鏡頭的連接方式,常(chang)用(yong)的包(bao)括(kuo)C、CS、F、V、T2、Leica、M42x1、M75x0.75。
其中,c與(yu)cs接(jie)口的主要區別在于鏡頭與(yu)攝(she)像機接(jie)觸面至鏡頭焦平(ping)面的距離不同(tong),c型(xing)接(jie)口距離為(wei)(wei)17.5mm,cs型(xing)接(jie)口距離為(wei)(wei)12.5mm。
C型(xing)(xing)鏡頭與(yu)(yu)C型(xing)(xing)攝(she)像(xiang)機(ji),CS型(xing)(xing)鏡頭與(yu)(yu)CS型(xing)(xing)攝(she)像(xiang)機(ji)可以配(pei)合使用,C型(xing)(xing)鏡頭搭配(pei)CS型(xing)(xing)搭配(pei)使用增加一個5mm的C/CS轉(zhuan)接環就(jiu)可以啦(la)。
5、對應最大CCD尺寸(SensorSize)
鏡頭成像(xiang)直徑可(ke)覆(fu)蓋最(zui)大CCD芯(xin)片尺寸(傳感器尺寸,一英寸=25.4mm),主要有:1/2″(eg:應該(gai)是(shi)1/2英寸,靶面高度應該(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)
分辨率(lv)(lv)代表鏡頭記錄物體細節的(de)能(neng)力,以每毫(hao)米能(neng)夠分辨黑(hei)白對(dui)線(xian)的(de)數量為計(ji)量單位(wei),“線(xian)對(dui)/毫(hao)米(lp/mm)”,分辨率(lv)(lv)越高(gao)的(de)成像(xiang)越清晰。我們常說的(de)顯示分辨率(lv)(lv)是屏(ping)幕圖像(xiang)的(de)精密度(du),指圖形所(suo)能(neng)顯示像(xiang)素(su)有(you)多少。
7、工作距離(Workingdistance,WD)
鏡頭第一個工作面到(dao)被測物體距離。
8、視野范圍(Field of View,FOV)
相機實(shi)際(ji)拍攝(she)到的區(qu)域尺寸。
9、光學放大倍數(Magnification,b)
CCD/FOV,即芯片(pian)尺寸除以視野范(fan)圍(wei)。
10、數值孔徑(Numerical Aperture,NA)
數值(zhi)孔徑(jing)(jing)等于(yu)由物體與物鏡間媒質(zhi)的(de)(de)折(zhe)射率(lv)n與物鏡孔徑(jing)(jing)角的(de)(de)一半(a2)的(de)(de)正弦值(zhi)的(de)(de)乘積,計算(suan)公(gong)式為N.A=n*sina/2。數值(zhi)孔徑(jing)(jing)與其它光學參數有著(zhu)密切的(de)(de)關(guan)系,它與分(fen)(fen)辨(bian)(bian)率(lv)成正比,與放大率(lv)成正比。也就是說數值(zhi)孔徑(jing)(jing),直接決定了鏡頭分(fen)(fen)辨(bian)(bian)率(lv),數值(zhi)孔徑(jing)(jing)越大,分(fen)(fen)辨(bian)(bian)率(lv)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(na)怕接口一樣也可(ke)能有不同(tong)的后倍(bei)焦。
三、工業相機鏡頭如何選型
選擇(ze)工業相機鏡(jing)頭(tou)時,要注意:
1、C接(jie)(jie)口還是(shi)CS接(jie)(jie)口,C接(jie)(jie)口的(de)接(jie)(jie)口距(ju)離是(shi)17.5mm,CS接(jie)(jie)口的(de)接(jie)(jie)口距(ju)離是(shi)12.5mm,用錯了就不能合焦。
2、要(yao)根據(ju)感(gan)光器件的大(da)小來選擇鏡頭,是(shi)2/3寸感(gan)光芯片的要(yao)選擇對(dui)應成(cheng)像圈(quan)的鏡頭,如果選擇了1/3"或1/2“的,會出現很大(da)的暗角。
3、選擇焦距,即(ji)選擇視(shi)野范圍(wei)比觀測范圍(wei)稍大一點的鏡頭。
4、景(jing)深與光(guang)環(huan)境的(de)配合,光(guang)線充足(zu),配備光(guang)源照射的(de)地方可以選(xuan)用(yong)小(xiao)光(guang)圈,加大景(jing)深,提高拍(pai)攝(she)清(qing)晰度(du)。光(guang)線不(bu)足(zu)的(de)地方需要稍大一(yi)點的(de)光(guang)圈或采用(yong)高感光(guang)度(du)的(de)感光(guang)芯(xin)片。