一、什么是工業相機
工業(ye)相機(俗稱:工業(ye)攝像(xiang)機)是機器視覺系(xi)統(tong)(tong)(tong)的重(zhong)要(yao)組成(cheng)部(bu)分(fen),在機器視覺系(xi)統(tong)(tong)(tong)中有著非(fei)常重(zhong)要(yao)的作(zuo)用(yong)。相比傳(chuan)統(tong)(tong)(tong)相機(攝像(xiang)機)而言,它具有高穩定性、高傳(chuan)輸(shu)能力(li)和(he)高抗干擾能力(li)等(deng)優勢。
二、工業相機鏡頭上的參數含義
1、焦距(FocalLength)
工業相機鏡頭焦(jiao)距的參數用mm(毫米(mi))來劃分(fen)的,常(chang)規的有(you)6mm,8mm,12mm,16mm,25mm,35mm,50mm,75mm。一般6mm鏡頭在15m以(yi)內,8mm鏡頭在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(tong)相(xiang)機(ji)有8mm,15mm,24mm,28mm,35mm,50mm,85mm,105mm,135mm,200mm,400mm,600mm,1200mm等,還有長達2500mm超長焦(jiao)(jiao)望遠鏡頭(tou)(tou)。鏡頭(tou)(tou)根據(ju)其焦(jiao)(jiao)距(ju)的(de)長短,也即拍攝時的(de)視角(jiao),可分(fen)為標準鏡頭(tou)(tou)、廣(guang)角(jiao)鏡頭(tou)(tou)、和(he)長焦(jiao)(jiao)距(ju)鏡頭(tou)(tou)等。根據(ju)焦(jiao)(jiao)距(ju)能否(fou)調節分(fen)為定焦(jiao)(jiao)鏡頭(tou)(tou)和(he)變焦(jiao)(jiao)鏡頭(tou)(tou)兩大類。
2、光圈(Iris)
光圈用F表示(shi),以鏡頭(tou)焦距f和通光孔(kong)徑(jing)D的比值(zhi)來衡量(liang),每個鏡頭(tou)上都標(biao)有最(zui)大(da)F值(zhi),例如:8mm/F1.4代表最(zui)大(da)孔(kong)徑(jing)D為(wei)5.7mm,F值(zhi)越(yue)小,光圈越(yue)大(da),F值(zhi)越(yue)大(da),光圈越(yue)小。最(zui)佳光圈一般在f/4-f/8。
3、景深(Depth of Field,DOF)
景深(shen)(shen)是(shi)指(zhi)在被攝物(wu)(wu)體聚(ju)焦(jiao)清楚(chu)后(hou),在物(wu)(wu)體前后(hou)一定距(ju)(ju)離內,其影像仍然清晰(xi)的范圍。景深(shen)(shen)隨鏡(jing)頭的光圈值(zhi)、焦(jiao)距(ju)(ju)、拍攝距(ju)(ju)離而變化(hua),光圈越大(da),景深(shen)(shen)越小(淺(qian)),光圈越小,景深(shen)(shen)越大(da)(深(shen)(shen))。焦(jiao)距(ju)(ju)越長,景深(shen)(shen)越小,焦(jiao)距(ju)(ju)越短,景深(shen)(shen)越大(da)。距(ju)(ju)離拍攝物(wu)(wu)體越近(jin)時,景深(shen)(shen)越小,拍攝距(ju)(ju)離約遠,景深(shen)(shen)越大(da)。
4、接口(Mount)
相機與鏡頭的連(lian)接方式,常用的包(bao)括C、CS、F、V、T2、Leica、M42x1、M75x0.75。
其中,c與(yu)cs接口的主要區別在于鏡(jing)頭(tou)與(yu)攝像機接觸面(mian)至(zhi)鏡(jing)頭(tou)焦平面(mian)的距離不同,c型(xing)接口距離為(wei)17.5mm,cs型(xing)接口距離為(wei)12.5mm。
C型鏡頭與C型攝像(xiang)機(ji)(ji),CS型鏡頭與CS型攝像(xiang)機(ji)(ji)可以(yi)配合使用(yong),C型鏡頭搭(da)配CS型搭(da)配使用(yong)增加一個(ge)5mm的C/CS轉接環就可以(yi)啦。
5、對應最大CCD尺寸(SensorSize)
鏡頭(tou)成像直徑可(ke)覆蓋最大CCD芯(xin)片尺(chi)寸(傳感器尺(chi)寸,一英寸=25.4mm),主要(yao)有(you)(you):1/2″(eg:應該是1/2英寸,靶面高度應該是6.4,具體(ti)計算有(you)(you)待查(cha)詢(xun))、2/3″、1″和1″以上。
6、分辨率(Resolution)
分(fen)辨(bian)率代(dai)表鏡頭記錄(lu)物(wu)體細節的能(neng)力,以(yi)每毫米能(neng)夠(gou)分(fen)辨(bian)黑白對線(xian)的數量(liang)(liang)為計量(liang)(liang)單(dan)位,“線(xian)對/毫米(lp/mm)”,分(fen)辨(bian)率越(yue)高的成像(xiang)(xiang)越(yue)清(qing)晰(xi)。我們常說的顯示(shi)分(fen)辨(bian)率是屏(ping)幕圖(tu)像(xiang)(xiang)的精(jing)密度,指圖(tu)形所能(neng)顯示(shi)像(xiang)(xiang)素有(you)多少。
7、工作距離(Workingdistance,WD)
鏡頭(tou)第一個(ge)工作面到被測物體距離。
8、視野范圍(Field of View,FOV)
相機(ji)實際拍攝到的區域(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。
10、數值孔徑(Numerical Aperture,NA)
數(shu)(shu)值(zhi)孔徑(jing)等于由物(wu)體與(yu)(yu)物(wu)鏡間(jian)媒質的(de)(de)折射率(lv)(lv)(lv)n與(yu)(yu)物(wu)鏡孔徑(jing)角的(de)(de)一(yi)半(a2)的(de)(de)正(zheng)弦值(zhi)的(de)(de)乘積,計(ji)算公式為N.A=n*sina/2。數(shu)(shu)值(zhi)孔徑(jing)與(yu)(yu)其(qi)它光(guang)學參數(shu)(shu)有(you)著密切的(de)(de)關(guan)系,它與(yu)(yu)分辨率(lv)(lv)(lv)成正(zheng)比(bi),與(yu)(yu)放大(da)率(lv)(lv)(lv)成正(zheng)比(bi)。也就是說數(shu)(shu)值(zhi)孔徑(jing),直接決(jue)定了鏡頭(tou)分辨率(lv)(lv)(lv),數(shu)(shu)值(zhi)孔徑(jing)越大(da),分辨率(lv)(lv)(lv)越高,否(fou)則(ze)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(pa)接口(kou)一樣也可能有不(bu)同(tong)的后倍焦。
三、工業相機鏡頭如何選型
選擇工業(ye)相(xiang)機鏡頭時,要注意:
1、C接(jie)口(kou)還是(shi)(shi)CS接(jie)口(kou),C接(jie)口(kou)的接(jie)口(kou)距離(li)是(shi)(shi)17.5mm,CS接(jie)口(kou)的接(jie)口(kou)距離(li)是(shi)(shi)12.5mm,用錯了就不能合焦。
2、要根(gen)據感光器件的大小來(lai)選(xuan)(xuan)擇(ze)鏡(jing)頭,是2/3寸感光芯片的要選(xuan)(xuan)擇(ze)對(dui)應成像圈的鏡(jing)頭,如果(guo)選(xuan)(xuan)擇(ze)了1/3"或1/2“的,會出現很大的暗角。
3、選(xuan)擇(ze)焦距,即選(xuan)擇(ze)視野范圍(wei)比觀測(ce)范圍(wei)稍大一點的(de)鏡頭。
4、景深與光環境(jing)的(de)配合,光線(xian)充足(zu),配備光源照射(she)的(de)地方可以(yi)選用(yong)(yong)小光圈,加大景深,提高拍攝(she)清晰度。光線(xian)不足(zu)的(de)地方需要稍大一點(dian)的(de)光圈或(huo)采用(yong)(yong)高感光度的(de)感光芯(xin)片。