一、什么是工業相機
工(gong)業相機(俗稱:工(gong)業攝(she)像機)是(shi)機器視覺系統的重(zhong)要(yao)組成部分,在機器視覺系統中有(you)著非常重(zhong)要(yao)的作用(yong)。相比傳(chuan)統相機(攝(she)像機)而言,它(ta)具(ju)有(you)高(gao)穩定性(xing)、高(gao)傳(chuan)輸能(neng)力和高(gao)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)
工業相機鏡(jing)(jing)頭(tou)焦距的(de)(de)參數用mm(毫米)來劃分的(de)(de),常規的(de)(de)有(you)6mm,8mm,12mm,16mm,25mm,35mm,50mm,75mm。一般(ban)6mm鏡(jing)(jing)頭(tou)在15m以(yi)內(nei),8mm鏡(jing)(jing)頭(tou)在20m以(yi)內(nei),視角約50度,12mm在30-40m以(yi)內(nei),約30度,16mm在40-60以(yi)內(nei)。
較常見普通相機有(you)8mm,15mm,24mm,28mm,35mm,50mm,85mm,105mm,135mm,200mm,400mm,600mm,1200mm等,還有(you)長(chang)(chang)達(da)2500mm超長(chang)(chang)焦(jiao)(jiao)望遠(yuan)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)(tou)。鏡(jing)(jing)(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)(tou)根據(ju)其焦(jiao)(jiao)距(ju)的長(chang)(chang)短,也即(ji)拍攝(she)時的視角,可分(fen)為(wei)標準鏡(jing)(jing)(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)(tou)、廣角鏡(jing)(jing)(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)(tou)、和長(chang)(chang)焦(jiao)(jiao)距(ju)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)(tou)等。根據(ju)焦(jiao)(jiao)距(ju)能否調節分(fen)為(wei)定焦(jiao)(jiao)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)(tou)和變焦(jiao)(jiao)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)(tou)兩大類(lei)。
2、光圈(Iris)
光(guang)(guang)(guang)圈(quan)(quan)用F表(biao)示,以鏡頭焦距f和通光(guang)(guang)(guang)孔徑(jing)D的(de)比值來(lai)衡量(liang),每個(ge)鏡頭上都標(biao)有(you)最大F值,例如:8mm/F1.4代(dai)表(biao)最大孔徑(jing)D為5.7mm,F值越(yue)小,光(guang)(guang)(guang)圈(quan)(quan)越(yue)大,F值越(yue)大,光(guang)(guang)(guang)圈(quan)(quan)越(yue)小。最佳光(guang)(guang)(guang)圈(quan)(quan)一般在(zai)f/4-f/8。
3、景深(Depth of Field,DOF)
景深(shen)(shen)(shen)是指在被攝(she)物體(ti)聚焦(jiao)(jiao)清楚后,在物體(ti)前后一(yi)定(ding)距(ju)離(li)(li)(li)內(nei),其影像仍然清晰的范(fan)圍。景深(shen)(shen)(shen)隨(sui)鏡頭的光(guang)圈(quan)值、焦(jiao)(jiao)距(ju)、拍(pai)(pai)攝(she)距(ju)離(li)(li)(li)而變化,光(guang)圈(quan)越(yue)(yue)(yue)(yue)(yue)大(da),景深(shen)(shen)(shen)越(yue)(yue)(yue)(yue)(yue)小(xiao)(淺),光(guang)圈(quan)越(yue)(yue)(yue)(yue)(yue)小(xiao),景深(shen)(shen)(shen)越(yue)(yue)(yue)(yue)(yue)大(da)(深(shen)(shen)(shen))。焦(jiao)(jiao)距(ju)越(yue)(yue)(yue)(yue)(yue)長,景深(shen)(shen)(shen)越(yue)(yue)(yue)(yue)(yue)小(xiao),焦(jiao)(jiao)距(ju)越(yue)(yue)(yue)(yue)(yue)短,景深(shen)(shen)(shen)越(yue)(yue)(yue)(yue)(yue)大(da)。距(ju)離(li)(li)(li)拍(pai)(pai)攝(she)物體(ti)越(yue)(yue)(yue)(yue)(yue)近時,景深(shen)(shen)(shen)越(yue)(yue)(yue)(yue)(yue)小(xiao),拍(pai)(pai)攝(she)距(ju)離(li)(li)(li)約遠(yuan),景深(shen)(shen)(shen)越(yue)(yue)(yue)(yue)(yue)大(da)。
4、接口(Mount)
相機與(yu)鏡頭的連接方式,常用的包括C、CS、F、V、T2、Leica、M42x1、M75x0.75。
其中,c與cs接(jie)口的(de)主要區別(bie)在(zai)于(yu)鏡頭(tou)與攝像(xiang)機接(jie)觸(chu)面至鏡頭(tou)焦平(ping)面的(de)距離不同(tong),c型(xing)接(jie)口距離為17.5mm,cs型(xing)接(jie)口距離為12.5mm。
C型鏡(jing)頭與(yu)C型攝像(xiang)機(ji),CS型鏡(jing)頭與(yu)CS型攝像(xiang)機(ji)可(ke)以配(pei)(pei)合(he)使用,C型鏡(jing)頭搭(da)配(pei)(pei)CS型搭(da)配(pei)(pei)使用增加一個5mm的C/CS轉接環就可(ke)以啦。
5、對應最大CCD尺寸(SensorSize)
鏡(jing)頭成像直(zhi)徑(jing)可覆蓋(gai)最大CCD芯片(pian)尺(chi)寸(傳感器尺(chi)寸,一英寸=25.4mm),主要(yao)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(ti)計算(suan)有待(dai)查詢)、2/3″、1″和1″以(yi)上(shang)。
6、分辨率(Resolution)
分辨率(lv)代表鏡頭記錄物體細節的(de)能(neng)力(li),以每毫米能(neng)夠分辨黑(hei)白(bai)對(dui)線的(de)數量為計(ji)量單(dan)位,“線對(dui)/毫米(lp/mm)”,分辨率(lv)越高的(de)成(cheng)像越清(qing)晰。我們常說(shuo)的(de)顯示分辨率(lv)是屏幕圖像的(de)精(jing)密度,指(zhi)圖形(xing)所能(neng)顯示像素有多(duo)少(shao)。
7、工作距離(Workingdistance,WD)
鏡頭第一(yi)個(ge)工作(zuo)面(mian)到被測物體距離(li)。
8、視野范圍(Field of View,FOV)
相機(ji)實際拍(pai)攝到的(de)區域尺寸。
9、光學放大倍數(Magnification,b)
CCD/FOV,即芯片尺寸除以視野(ye)范圍。
10、數值孔徑(Numerical Aperture,NA)
數(shu)值孔徑等(deng)于由(you)物體與(yu)物鏡(jing)間媒(mei)質的(de)(de)(de)折射(she)率(lv)(lv)n與(yu)物鏡(jing)孔徑角的(de)(de)(de)一半(a2)的(de)(de)(de)正(zheng)(zheng)弦(xian)值的(de)(de)(de)乘積,計算公式為N.A=n*sina/2。數(shu)值孔徑與(yu)其它(ta)光學參數(shu)有著密切的(de)(de)(de)關系(xi),它(ta)與(yu)分(fen)辨率(lv)(lv)成正(zheng)(zheng)比,與(yu)放大(da)率(lv)(lv)成正(zheng)(zheng)比。也就是(shi)說數(shu)值孔徑,直(zhi)接決定了鏡(jing)頭(tou)分(fen)辨率(lv)(lv),數(shu)值孔徑越(yue)大(da),分(fen)辨率(lv)(lv)越(yue)高,否則(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,哪怕接口一樣也可能有不同(tong)的后倍焦。
三、工業相機鏡頭如何選型
選擇工業相機(ji)鏡(jing)頭(tou)時(shi),要注意:
1、C接(jie)口(kou)還是CS接(jie)口(kou),C接(jie)口(kou)的接(jie)口(kou)距離是17.5mm,CS接(jie)口(kou)的接(jie)口(kou)距離是12.5mm,用錯了就不能合焦。
2、要根據感光(guang)器件的(de)大(da)小(xiao)來(lai)選(xuan)擇(ze)鏡頭(tou),是2/3寸感光(guang)芯片的(de)要選(xuan)擇(ze)對應成像(xiang)圈(quan)的(de)鏡頭(tou),如果選(xuan)擇(ze)了1/3"或1/2“的(de),會出(chu)現很大(da)的(de)暗(an)角。
3、選擇焦距,即選擇視野范(fan)圍(wei)比觀測(ce)范(fan)圍(wei)稍大一點的鏡(jing)頭。
4、景深與光(guang)環境(jing)的配合,光(guang)線充足,配備(bei)光(guang)源照射(she)的地方可以選用(yong)(yong)小光(guang)圈,加大景深,提高拍攝清(qing)晰度(du)。光(guang)線不足的地方需要稍大一點的光(guang)圈或(huo)采用(yong)(yong)高感光(guang)度(du)的感光(guang)芯片。