一、什么是工業相機
工(gong)業相(xiang)(xiang)機(ji)(俗稱:工(gong)業攝像(xiang)機(ji))是機(ji)器(qi)視(shi)覺系統的重(zhong)要組(zu)成部分,在機(ji)器(qi)視(shi)覺系統中有著非常(chang)重(zhong)要的作用。相(xiang)(xiang)比傳統相(xiang)(xiang)機(ji)(攝像(xiang)機(ji))而言,它具有高穩定性(xing)、高傳輸能力和高抗干擾能力等優(you)勢(shi)。
二、工業相機鏡頭上的參數含義
1、焦距(FocalLength)
工業(ye)相(xiang)機鏡頭焦(jiao)距的參數用mm(毫米(mi))來劃分的,常規的有6mm,8mm,12mm,16mm,25mm,35mm,50mm,75mm。一般6mm鏡頭在(zai)15m以(yi)內(nei),8mm鏡頭在(zai)20m以(yi)內(nei),視角約(yue)50度,12mm在(zai)30-40m以(yi)內(nei),約(yue)30度,16mm在(zai)40-60以(yi)內(nei)。
較常見(jian)普通(tong)相機有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。鏡頭根據其焦(jiao)(jiao)距的長短,也即拍攝(she)時的視角(jiao),可(ke)分為(wei)標準鏡頭、廣角(jiao)鏡頭、和長焦(jiao)(jiao)距鏡頭等。根據焦(jiao)(jiao)距能否調節分為(wei)定焦(jiao)(jiao)鏡頭和變焦(jiao)(jiao)鏡頭兩(liang)大類。
2、光圈(Iris)
光(guang)圈(quan)用(yong)F表(biao)示,以鏡頭(tou)焦距f和通光(guang)孔(kong)徑(jing)(jing)D的比(bi)值來衡量,每個鏡頭(tou)上(shang)都(dou)標有最大F值,例如:8mm/F1.4代表(biao)最大孔(kong)徑(jing)(jing)D為5.7mm,F值越小,光(guang)圈(quan)越大,F值越大,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)(shen)是(shi)指在(zai)被(bei)攝(she)物(wu)體聚焦清楚后,在(zai)物(wu)體前后一定(ding)距(ju)離(li)內,其影像仍然清晰的(de)范圍(wei)。景(jing)(jing)(jing)深(shen)(shen)隨鏡頭的(de)光圈(quan)值、焦距(ju)、拍(pai)攝(she)距(ju)離(li)而(er)變化,光圈(quan)越大,景(jing)(jing)(jing)深(shen)(shen)越小(淺),光圈(quan)越小,景(jing)(jing)(jing)深(shen)(shen)越大(深(shen)(shen))。焦距(ju)越長,景(jing)(jing)(jing)深(shen)(shen)越小,焦距(ju)越短,景(jing)(jing)(jing)深(shen)(shen)越大。距(ju)離(li)拍(pai)攝(she)物(wu)體越近時,景(jing)(jing)(jing)深(shen)(shen)越小,拍(pai)攝(she)距(ju)離(li)約遠,景(jing)(jing)(jing)深(shen)(shen)越大。
4、接口(Mount)
相機(ji)與鏡(jing)頭(tou)的(de)連接方式,常用(yong)的(de)包括C、CS、F、V、T2、Leica、M42x1、M75x0.75。
其中,c與cs接(jie)口(kou)的主(zhu)要區別在(zai)于(yu)鏡(jing)頭(tou)與攝像機接(jie)觸面(mian)至(zhi)鏡(jing)頭(tou)焦平面(mian)的距(ju)離不同,c型(xing)接(jie)口(kou)距(ju)離為17.5mm,cs型(xing)接(jie)口(kou)距(ju)離為12.5mm。
C型(xing)(xing)鏡頭(tou)與C型(xing)(xing)攝(she)像機,CS型(xing)(xing)鏡頭(tou)與CS型(xing)(xing)攝(she)像機可以(yi)配合使用,C型(xing)(xing)鏡頭(tou)搭配CS型(xing)(xing)搭配使用增加一個5mm的C/CS轉接環就(jiu)可以(yi)啦(la)。
5、對應最大CCD尺寸(SensorSize)
鏡頭成像直徑可(ke)覆蓋最(zui)大CCD芯片尺(chi)寸(cun)(傳感(gan)器尺(chi)寸(cun),一英(ying)寸(cun)=25.4mm),主要有(you):1/2″(eg:應該是1/2英(ying)寸(cun),靶面(mian)高度應該是6.4,具體計算(suan)有(you)待查(cha)詢)、2/3″、1″和1″以上。
6、分辨率(Resolution)
分(fen)辨(bian)(bian)率(lv)代表(biao)鏡頭記錄物體細節的(de)(de)能力,以每毫(hao)米能夠分(fen)辨(bian)(bian)黑(hei)白對線的(de)(de)數量(liang)為計量(liang)單位(wei),“線對/毫(hao)米(lp/mm)”,分(fen)辨(bian)(bian)率(lv)越(yue)高的(de)(de)成像(xiang)越(yue)清(qing)晰。我們常(chang)說的(de)(de)顯(xian)示(shi)分(fen)辨(bian)(bian)率(lv)是屏幕圖像(xiang)的(de)(de)精密度,指圖形所能顯(xian)示(shi)像(xiang)素(su)有多少。
7、工作距離(Workingdistance,WD)
鏡頭第一個(ge)工作面到被測物體距離。
8、視野范圍(Field of View,FOV)
相(xiang)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(xin)片尺寸除以視(shi)野(ye)范圍。
10、數值孔徑(Numerical Aperture,NA)
數(shu)(shu)值(zhi)孔徑(jing)等于(yu)由物體與物鏡間(jian)媒質的(de)(de)(de)折射率n與物鏡孔徑(jing)角(jiao)的(de)(de)(de)一半(ban)(a2)的(de)(de)(de)正(zheng)弦值(zhi)的(de)(de)(de)乘積,計算公式(shi)為N.A=n*sina/2。數(shu)(shu)值(zhi)孔徑(jing)與其它光學參數(shu)(shu)有(you)著密切的(de)(de)(de)關系,它與分辨率成正(zheng)比,與放大(da)率成正(zheng)比。也就是說數(shu)(shu)值(zhi)孔徑(jing),直接決(jue)定了鏡頭分辨率,數(shu)(shu)值(zhi)孔徑(jing)越(yue)大(da),分辨率越(yue)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,哪怕接口(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(ze)工業相機(ji)鏡頭時(shi),要注意:
1、C接(jie)(jie)口(kou)還是CS接(jie)(jie)口(kou),C接(jie)(jie)口(kou)的(de)接(jie)(jie)口(kou)距離是17.5mm,CS接(jie)(jie)口(kou)的(de)接(jie)(jie)口(kou)距離是12.5mm,用錯(cuo)了就(jiu)不能合焦。
2、要(yao)根據感(gan)光器件(jian)的(de)大小來(lai)選擇(ze)(ze)鏡(jing)(jing)頭,是2/3寸(cun)感(gan)光芯片的(de)要(yao)選擇(ze)(ze)對應成像圈的(de)鏡(jing)(jing)頭,如果(guo)選擇(ze)(ze)了1/3"或(huo)1/2“的(de),會出現很(hen)大的(de)暗(an)角。
3、選擇焦距,即選擇視野范(fan)圍比(bi)觀測范(fan)圍稍大(da)一(yi)點的(de)鏡頭。
4、景深(shen)與光(guang)(guang)環(huan)境的(de)(de)配合,光(guang)(guang)線充(chong)足,配備光(guang)(guang)源照射的(de)(de)地方可以(yi)選用小光(guang)(guang)圈(quan),加大景深(shen),提(ti)高拍攝清(qing)晰(xi)度(du)。光(guang)(guang)線不足的(de)(de)地方需要稍(shao)大一(yi)點的(de)(de)光(guang)(guang)圈(quan)或(huo)采用高感光(guang)(guang)度(du)的(de)(de)感光(guang)(guang)芯片。