一、什么是工業相機
工業相機(ji)(ji)(俗稱(cheng):工業攝像機(ji)(ji))是機(ji)(ji)器(qi)視覺系統(tong)的重要組成(cheng)部分,在機(ji)(ji)器(qi)視覺系統(tong)中有(you)(you)著非(fei)常重要的作用。相比傳統(tong)相機(ji)(ji)(攝像機(ji)(ji))而言,它具有(you)(you)高穩定性、高傳輸能(neng)(neng)力和高抗干(gan)擾能(neng)(neng)力等優勢(shi)。
二、工業相機鏡頭上的參數含義
1、焦距(FocalLength)
工業(ye)相機鏡頭焦距(ju)的參數(shu)用mm(毫米)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)(nei)(nei),8mm鏡頭在(zai)20m以(yi)內(nei)(nei)(nei),視(shi)角約(yue)50度,12mm在(zai)30-40m以(yi)內(nei)(nei)(nei),約(yue)30度,16mm在(zai)40-60以(yi)內(nei)(nei)(nei)。
較(jiao)常(chang)見普通相(xiang)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(yuan)鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)。鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)根據其焦(jiao)(jiao)距(ju)的長短(duan),也即拍攝時的視角,可分為標準鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)、廣角鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)、和(he)長焦(jiao)(jiao)距(ju)鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)等。根據焦(jiao)(jiao)距(ju)能否調(diao)節分為定焦(jiao)(jiao)鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)和(he)變(bian)焦(jiao)(jiao)鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)兩大(da)類。
2、光圈(Iris)
光(guang)圈(quan)(quan)用F表示,以(yi)鏡頭焦距f和通光(guang)孔徑D的比值(zhi)來衡量,每(mei)個鏡頭上(shang)都標有最(zui)大F值(zhi),例如:8mm/F1.4代表最(zui)大孔徑D為5.7mm,F值(zhi)越小,光(guang)圈(quan)(quan)越大,F值(zhi)越大,光(guang)圈(quan)(quan)越小。最(zui)佳(jia)光(guang)圈(quan)(quan)一般在f/4-f/8。
3、景深(Depth of Field,DOF)
景(jing)深(shen)(shen)是指在被攝物(wu)(wu)體(ti)聚(ju)焦清(qing)楚后,在物(wu)(wu)體(ti)前后一定(ding)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)光圈(quan)值(zhi)、焦距、拍(pai)攝距離(li)而變化,光圈(quan)越(yue)(yue)(yue)大,景(jing)深(shen)(shen)越(yue)(yue)(yue)小(xiao)(淺),光圈(quan)越(yue)(yue)(yue)小(xiao),景(jing)深(shen)(shen)越(yue)(yue)(yue)大(深(shen)(shen))。焦距越(yue)(yue)(yue)長,景(jing)深(shen)(shen)越(yue)(yue)(yue)小(xiao),焦距越(yue)(yue)(yue)短,景(jing)深(shen)(shen)越(yue)(yue)(yue)大。距離(li)拍(pai)攝物(wu)(wu)體(ti)越(yue)(yue)(yue)近時,景(jing)深(shen)(shen)越(yue)(yue)(yue)小(xiao),拍(pai)攝距離(li)約遠,景(jing)深(shen)(shen)越(yue)(yue)(yue)大。
4、接口(Mount)
相(xiang)機(ji)與(yu)鏡頭的連接方式,常(chang)用的包(bao)括(kuo)C、CS、F、V、T2、Leica、M42x1、M75x0.75。
其中,c與cs接口(kou)的主要區(qu)別(bie)在于鏡頭(tou)與攝像機(ji)接觸(chu)面至(zhi)鏡頭(tou)焦平面的距離不同,c型(xing)接口(kou)距離為17.5mm,cs型(xing)接口(kou)距離為12.5mm。
C型鏡(jing)頭與C型攝像機,CS型鏡(jing)頭與CS型攝像機可(ke)以配(pei)合使用,C型鏡(jing)頭搭配(pei)CS型搭配(pei)使用增(zeng)加一個5mm的C/CS轉接環就可(ke)以啦(la)。
5、對應最大CCD尺寸(SensorSize)
鏡頭成像直徑(jing)可覆蓋(gai)最(zui)大CCD芯片(pian)尺寸(傳感器尺寸,一英寸=25.4mm),主要(yao)有(you):1/2″(eg:應該(gai)是1/2英寸,靶面高度應該(gai)是6.4,具體計算(suan)有(you)待(dai)查詢(xun))、2/3″、1″和1″以上。
6、分辨率(Resolution)
分辨(bian)率代(dai)表鏡頭(tou)記錄物體細節的能(neng)力(li),以每(mei)毫(hao)米(mi)能(neng)夠分辨(bian)黑白對線(xian)的數量(liang)為計量(liang)單位,“線(xian)對/毫(hao)米(mi)(lp/mm)”,分辨(bian)率越高的成像越清晰。我們常說的顯(xian)示分辨(bian)率是屏幕(mu)圖像的精密度(du),指圖形(xing)所能(neng)顯(xian)示像素有多少。
7、工作距離(Workingdistance,WD)
鏡頭第(di)一(yi)個工作面到被(bei)測物體距離。
8、視野范圍(Field of View,FOV)
相機(ji)實(shi)際拍攝到的區域尺寸。
9、光學放大倍數(Magnification,b)
CCD/FOV,即芯片尺(chi)寸(cun)除以視野范圍。
10、數值孔徑(Numerical Aperture,NA)
數(shu)(shu)值(zhi)(zhi)孔(kong)(kong)徑(jing)等于由(you)物(wu)體(ti)與(yu)物(wu)鏡(jing)間媒質(zhi)的(de)折射率(lv)(lv)n與(yu)物(wu)鏡(jing)孔(kong)(kong)徑(jing)角的(de)一(yi)半(a2)的(de)正弦值(zhi)(zhi)的(de)乘積(ji),計算公式為N.A=n*sina/2。數(shu)(shu)值(zhi)(zhi)孔(kong)(kong)徑(jing)與(yu)其它光學(xue)參數(shu)(shu)有(you)著密切的(de)關系,它與(yu)分辨(bian)率(lv)(lv)成(cheng)(cheng)正比(bi),與(yu)放大率(lv)(lv)成(cheng)(cheng)正比(bi)。也(ye)就是說數(shu)(shu)值(zhi)(zhi)孔(kong)(kong)徑(jing),直接決定了鏡(jing)頭分辨(bian)率(lv)(lv),數(shu)(shu)值(zhi)(zhi)孔(kong)(kong)徑(jing)越大,分辨(bian)率(lv)(lv)越高,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(jie)口(kou)一(yi)樣也(ye)可(ke)能有(you)不同的后(hou)倍(bei)焦。
三、工業相機鏡頭如何選型
選擇工業相(xiang)機(ji)鏡頭時,要注意:
1、C接(jie)口還(huan)是CS接(jie)口,C接(jie)口的(de)接(jie)口距離(li)是17.5mm,CS接(jie)口的(de)接(jie)口距離(li)是12.5mm,用錯(cuo)了就不能合焦。
2、要根據感光器(qi)件的(de)大小來(lai)選擇鏡頭,是2/3寸感光芯片的(de)要選擇對應(ying)成(cheng)像圈的(de)鏡頭,如果選擇了1/3"或(huo)1/2“的(de),會出現很大的(de)暗角。
3、選擇(ze)(ze)焦距,即選擇(ze)(ze)視野范圍比觀(guan)測范圍稍大一點(dian)的(de)鏡頭。
4、景深(shen)與光環境的(de)配合,光線(xian)充足,配備光源照射的(de)地方可以選用(yong)小光圈(quan),加大景深(shen),提高(gao)拍攝清晰度(du)(du)。光線(xian)不足的(de)地方需要(yao)稍(shao)大一點的(de)光圈(quan)或采用(yong)高(gao)感光度(du)(du)的(de)感光芯片(pian)。