一、什么是工業相機
工業(ye)相機(ji)(ji)(ji)(俗(su)稱:工業(ye)攝像(xiang)機(ji)(ji)(ji))是機(ji)(ji)(ji)器視(shi)覺(jue)系統的(de)重(zhong)要組成(cheng)部分(fen),在機(ji)(ji)(ji)器視(shi)覺(jue)系統中有(you)著非常(chang)重(zhong)要的(de)作(zuo)用。相比傳統相機(ji)(ji)(ji)(攝像(xiang)機(ji)(ji)(ji))而言,它(ta)具有(you)高(gao)穩定性、高(gao)傳輸能(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)
工業相機鏡頭焦(jiao)距的(de)參數用mm(毫米)來劃分的(de),常規的(de)有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(yue)50度,12mm在30-40m以(yi)內,約(yue)30度,16mm在40-60以(yi)內。
較常見普通相機有8mm,15mm,24mm,28mm,35mm,50mm,85mm,105mm,135mm,200mm,400mm,600mm,1200mm等(deng),還有長達2500mm超(chao)長焦(jiao)望遠(yuan)鏡(jing)頭。鏡(jing)頭根據(ju)其焦(jiao)距的長短,也即拍攝時的視角,可分為(wei)標(biao)準鏡(jing)頭、廣角鏡(jing)頭、和長焦(jiao)距鏡(jing)頭等(deng)。根據(ju)焦(jiao)距能否調節(jie)分為(wei)定焦(jiao)鏡(jing)頭和變焦(jiao)鏡(jing)頭兩大類。
2、光圈(Iris)
光圈(quan)用F表示,以鏡頭焦距f和通光孔徑(jing)D的(de)比值(zhi)來衡量,每個(ge)鏡頭上都標有最(zui)大(da)(da)F值(zhi),例如(ru):8mm/F1.4代表最(zui)大(da)(da)孔徑(jing)D為5.7mm,F值(zhi)越小,光圈(quan)越大(da)(da),F值(zhi)越大(da)(da),光圈(quan)越小。最(zui)佳光圈(quan)一般在f/4-f/8。
3、景深(Depth of Field,DOF)
景(jing)(jing)深(shen)是指在被攝(she)物(wu)體(ti)聚焦清楚(chu)后,在物(wu)體(ti)前后一(yi)定距離(li)內,其影(ying)像仍然清晰的(de)范圍。景(jing)(jing)深(shen)隨鏡頭的(de)光(guang)(guang)圈(quan)(quan)值、焦距、拍(pai)攝(she)距離(li)而(er)變化(hua),光(guang)(guang)圈(quan)(quan)越(yue)大(da),景(jing)(jing)深(shen)越(yue)小(xiao)(xiao)(淺),光(guang)(guang)圈(quan)(quan)越(yue)小(xiao)(xiao),景(jing)(jing)深(shen)越(yue)大(da)(深(shen))。焦距越(yue)長,景(jing)(jing)深(shen)越(yue)小(xiao)(xiao),焦距越(yue)短,景(jing)(jing)深(shen)越(yue)大(da)。距離(li)拍(pai)攝(she)物(wu)體(ti)越(yue)近時,景(jing)(jing)深(shen)越(yue)小(xiao)(xiao),拍(pai)攝(she)距離(li)約遠,景(jing)(jing)深(shen)越(yue)大(da)。
4、接口(Mount)
相機與鏡頭(tou)的連(lian)接方(fang)式,常用的包括C、CS、F、V、T2、Leica、M42x1、M75x0.75。
其中,c與(yu)cs接(jie)口(kou)的主要(yao)區別在于鏡頭與(yu)攝(she)像機接(jie)觸面至鏡頭焦平面的距離不同,c型接(jie)口(kou)距離為17.5mm,cs型接(jie)口(kou)距離為12.5mm。
C型鏡(jing)頭與(yu)C型攝像(xiang)機,CS型鏡(jing)頭與(yu)CS型攝像(xiang)機可以配合使(shi)用,C型鏡(jing)頭搭(da)配CS型搭(da)配使(shi)用增加一個5mm的C/CS轉接環就可以啦。
5、對應最大CCD尺寸(SensorSize)
鏡頭(tou)成像直徑(jing)可覆(fu)蓋最大CCD芯(xin)片尺寸(cun)(傳感器(qi)尺寸(cun),一英(ying)寸(cun)=25.4mm),主要有(you):1/2″(eg:應該(gai)是1/2英(ying)寸(cun),靶面高度應該(gai)是6.4,具(ju)體計(ji)算有(you)待查詢)、2/3″、1″和(he)1″以上。
6、分辨率(Resolution)
分(fen)(fen)辨率(lv)代表鏡頭記錄物(wu)體細節的(de)(de)能力,以每毫(hao)米能夠分(fen)(fen)辨黑白(bai)對線(xian)的(de)(de)數量為計量單位(wei),“線(xian)對/毫(hao)米(lp/mm)”,分(fen)(fen)辨率(lv)越高的(de)(de)成像越清晰(xi)。我們(men)常說(shuo)的(de)(de)顯示分(fen)(fen)辨率(lv)是屏幕圖像的(de)(de)精密(mi)度,指圖形所(suo)能顯示像素有(you)多少。
7、工作距離(Workingdistance,WD)
鏡頭第一個工(gong)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(qu)域尺(chi)寸(cun)。
9、光學放大倍數(Magnification,b)
CCD/FOV,即芯(xin)片尺(chi)寸(cun)除以視野范圍。
10、數值孔徑(Numerical Aperture,NA)
數(shu)值(zhi)孔徑(jing)等于由物體與(yu)(yu)物鏡(jing)間媒(mei)質的(de)折射率(lv)(lv)n與(yu)(yu)物鏡(jing)孔徑(jing)角的(de)一半(a2)的(de)正弦值(zhi)的(de)乘積,計算(suan)公式為N.A=n*sina/2。數(shu)值(zhi)孔徑(jing)與(yu)(yu)其(qi)它光學參數(shu)有(you)著密(mi)切(qie)的(de)關系,它與(yu)(yu)分辨(bian)率(lv)(lv)成正比,與(yu)(yu)放(fang)大率(lv)(lv)成正比。也就是說數(shu)值(zhi)孔徑(jing),直接決定了鏡(jing)頭分辨(bian)率(lv)(lv),數(shu)值(zhi)孔徑(jing)越大,分辨(bian)率(lv)(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(pa)接口一樣也可能有(you)不同的后(hou)倍焦。
三、工業相機鏡頭如何選型
選擇(ze)工(gong)業(ye)相(xiang)機鏡頭(tou)時(shi),要注意(yi):
1、C接(jie)(jie)口(kou)還是(shi)CS接(jie)(jie)口(kou),C接(jie)(jie)口(kou)的(de)接(jie)(jie)口(kou)距離是(shi)17.5mm,CS接(jie)(jie)口(kou)的(de)接(jie)(jie)口(kou)距離是(shi)12.5mm,用錯(cuo)了就不能合焦(jiao)。
2、要根(gen)據感光(guang)器(qi)件的(de)(de)大小來選(xuan)擇鏡(jing)頭(tou),是2/3寸感光(guang)芯(xin)片的(de)(de)要選(xuan)擇對(dui)應成像圈的(de)(de)鏡(jing)頭(tou),如果選(xuan)擇了(le)1/3"或1/2“的(de)(de),會出現很(hen)大的(de)(de)暗角。
3、選(xuan)擇焦距,即選(xuan)擇視野范圍(wei)比(bi)觀測范圍(wei)稍大(da)一點的鏡頭。
4、景深與光(guang)(guang)環(huan)境(jing)的(de)(de)配合(he),光(guang)(guang)線充足,配備光(guang)(guang)源照射的(de)(de)地(di)方可以選用小光(guang)(guang)圈,加大景深,提高拍(pai)攝(she)清晰度。光(guang)(guang)線不(bu)足的(de)(de)地(di)方需要稍(shao)大一點的(de)(de)光(guang)(guang)圈或(huo)采(cai)用高感光(guang)(guang)度的(de)(de)感光(guang)(guang)芯片。