一、什么是工業相機
工業相(xiang)機(ji)(俗稱:工業攝像機(ji))是機(ji)器(qi)(qi)視(shi)覺(jue)系統(tong)的(de)重要組成部分,在機(ji)器(qi)(qi)視(shi)覺(jue)系統(tong)中(zhong)有著非常重要的(de)作用。相(xiang)比傳(chuan)(chuan)統(tong)相(xiang)機(ji)(攝像機(ji))而言,它具有高穩定性(xing)、高傳(chuan)(chuan)輸能力(li)和高抗干擾能力(li)等優勢(shi)。
二、工業相機鏡頭上的參數含義
1、焦距(FocalLength)
工業相機鏡(jing)頭焦距的參數用mm(毫米)來(lai)劃分的,常規的有6mm,8mm,12mm,16mm,25mm,35mm,50mm,75mm。一(yi)般6mm鏡(jing)頭在(zai)(zai)15m以內,8mm鏡(jing)頭在(zai)(zai)20m以內,視角約50度,12mm在(zai)(zai)30-40m以內,約30度,16mm在(zai)(zai)40-60以內。
較常見(jian)普(pu)通(tong)相機(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)(jiao)(jiao)望(wang)遠(yuan)鏡頭(tou)(tou)(tou)(tou)。鏡頭(tou)(tou)(tou)(tou)根據其焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)距(ju)的長短,也即拍(pai)攝時的視(shi)角(jiao),可分為(wei)標準鏡頭(tou)(tou)(tou)(tou)、廣角(jiao)鏡頭(tou)(tou)(tou)(tou)、和長焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)距(ju)鏡頭(tou)(tou)(tou)(tou)等。根據焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)距(ju)能否(fou)調節分為(wei)定焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)鏡頭(tou)(tou)(tou)(tou)和變焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)鏡頭(tou)(tou)(tou)(tou)兩大(da)類。
2、光圈(Iris)
光圈用(yong)F表示,以(yi)鏡(jing)頭焦距f和通光孔徑D的比值來(lai)衡量,每個鏡(jing)頭上都標有最(zui)大(da)(da)F值,例如(ru):8mm/F1.4代表最(zui)大(da)(da)孔徑D為5.7mm,F值越小,光圈越大(da)(da),F值越大(da)(da),光圈越小。最(zui)佳(jia)光圈一般在f/4-f/8。
3、景深(Depth of Field,DOF)
景(jing)深(shen)(shen)是指在被(bei)攝(she)物體聚焦(jiao)清(qing)楚后(hou),在物體前后(hou)一(yi)定距離(li)內,其影像仍然清(qing)晰的(de)范圍(wei)。景(jing)深(shen)(shen)隨(sui)鏡頭的(de)光(guang)圈值、焦(jiao)距、拍(pai)攝(she)距離(li)而變化(hua),光(guang)圈越(yue)(yue)大,景(jing)深(shen)(shen)越(yue)(yue)小(xiao)(淺),光(guang)圈越(yue)(yue)小(xiao),景(jing)深(shen)(shen)越(yue)(yue)大(深(shen)(shen))。焦(jiao)距越(yue)(yue)長,景(jing)深(shen)(shen)越(yue)(yue)小(xiao),焦(jiao)距越(yue)(yue)短,景(jing)深(shen)(shen)越(yue)(yue)大。距離(li)拍(pai)攝(she)物體越(yue)(yue)近時,景(jing)深(shen)(shen)越(yue)(yue)小(xiao),拍(pai)攝(she)距離(li)約遠,景(jing)深(shen)(shen)越(yue)(yue)大。
4、接口(Mount)
相機與鏡頭的(de)連接方式(shi),常用的(de)包括C、CS、F、V、T2、Leica、M42x1、M75x0.75。
其中,c與(yu)(yu)cs接口(kou)的(de)主要區(qu)別在(zai)于(yu)鏡(jing)頭(tou)與(yu)(yu)攝像機接觸面至鏡(jing)頭(tou)焦平面的(de)距(ju)離不同,c型(xing)接口(kou)距(ju)離為17.5mm,cs型(xing)接口(kou)距(ju)離為12.5mm。
C型(xing)鏡(jing)頭與C型(xing)攝(she)像機(ji),CS型(xing)鏡(jing)頭與CS型(xing)攝(she)像機(ji)可(ke)以(yi)配(pei)(pei)合使用,C型(xing)鏡(jing)頭搭配(pei)(pei)CS型(xing)搭配(pei)(pei)使用增加一個5mm的C/CS轉接環就可(ke)以(yi)啦(la)。
5、對應最大CCD尺寸(SensorSize)
鏡頭成像直徑可覆蓋最(zui)大CCD芯片(pian)尺寸(傳感(gan)器尺寸,一英寸=25.4mm),主要有:1/2″(eg:應該(gai)是(shi)1/2英寸,靶(ba)面高度應該(gai)是(shi)6.4,具體(ti)計(ji)算有待查詢)、2/3″、1″和1″以上(shang)。
6、分辨率(Resolution)
分(fen)辨率(lv)(lv)代表鏡頭記錄物體細節的能(neng)力,以每(mei)毫(hao)米能(neng)夠分(fen)辨黑白對線的數量為(wei)計量單位,“線對/毫(hao)米(lp/mm)”,分(fen)辨率(lv)(lv)越高的成像(xiang)(xiang)越清晰。我們(men)常說的顯示分(fen)辨率(lv)(lv)是(shi)屏幕圖(tu)像(xiang)(xiang)的精密度(du),指圖(tu)形(xing)所(suo)能(neng)顯示像(xiang)(xiang)素有(you)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)
相機實際拍(pai)攝到的區域尺寸。
9、光學放大倍數(Magnification,b)
CCD/FOV,即(ji)芯片尺寸除以視(shi)野(ye)范圍。
10、數值孔徑(Numerical Aperture,NA)
數(shu)值孔徑等于由物(wu)體與(yu)物(wu)鏡(jing)(jing)間媒質的(de)折射率(lv)n與(yu)物(wu)鏡(jing)(jing)孔徑角(jiao)的(de)一半(a2)的(de)正(zheng)弦值的(de)乘積,計算公式(shi)為N.A=n*sina/2。數(shu)值孔徑與(yu)其它光(guang)學參(can)數(shu)有著(zhu)密切(qie)的(de)關系,它與(yu)分(fen)(fen)辨(bian)率(lv)成(cheng)正(zheng)比,與(yu)放大率(lv)成(cheng)正(zheng)比。也就是說數(shu)值孔徑,直接決(jue)定了鏡(jing)(jing)頭分(fen)(fen)辨(bian)率(lv),數(shu)值孔徑越大,分(fen)(fen)辨(bian)率(lv)越高,否(fou)則反(fan)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(jie)口一(yi)樣也可能有不同的后(hou)倍焦。
三、工業相機鏡頭如何選型
選(xuan)擇工業(ye)相機鏡頭時,要注意:
1、C接(jie)口(kou)還(huan)是(shi)(shi)CS接(jie)口(kou),C接(jie)口(kou)的接(jie)口(kou)距離是(shi)(shi)17.5mm,CS接(jie)口(kou)的接(jie)口(kou)距離是(shi)(shi)12.5mm,用錯了就(jiu)不(bu)能(neng)合焦。
2、要根據感光(guang)器件的大小來選擇(ze)鏡頭,是2/3寸感光(guang)芯片(pian)的要選擇(ze)對應(ying)成像圈(quan)的鏡頭,如果(guo)選擇(ze)了1/3"或1/2“的,會出(chu)現很大的暗角。
3、選(xuan)擇(ze)焦距,即(ji)選(xuan)擇(ze)視野范(fan)圍(wei)比觀(guan)測范(fan)圍(wei)稍(shao)大一點的鏡(jing)頭。
4、景深(shen)與光(guang)環境(jing)的(de)(de)(de)配合,光(guang)線(xian)充足(zu),配備光(guang)源照射的(de)(de)(de)地方(fang)可(ke)以(yi)選用(yong)小(xiao)光(guang)圈,加大景深(shen),提高拍攝清(qing)晰度。光(guang)線(xian)不足(zu)的(de)(de)(de)地方(fang)需要稍大一點的(de)(de)(de)光(guang)圈或采用(yong)高感(gan)光(guang)度的(de)(de)(de)感(gan)光(guang)芯片。