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  • 關注 | 淺談工業相機鏡頭的參數與選型

     

    ?導語:在機器視覺系統中,工業相機鏡頭通常與光源、相機一起構成一個完整的圖像采集系統,因此工業相機鏡頭的選擇受到整個系統要求的制約。下面成都西旺為您講解工業相機鏡頭的參數與選型: 

     

     

            一、 工業相機鏡頭主要參數: 

            1.焦距(FocalLength) 焦距是從鏡頭的中心點到膠平面上所形成的清晰影像之間的距離。焦距的大小決定著視角的大小,焦距數值小,視角大,所觀察的范圍也大;焦距數值大,視角小,觀察范圍小。根據焦距能否調節,可分為定焦鏡頭和變焦鏡頭兩大類。 

            2.光圈(Iris)用F表示,以鏡頭焦距f和通光孔徑D的比值來衡量。每個鏡頭上都標有最大F值,例如8mm/F1.4代表最大孔徑為5.7毫米。F值越小,光圈越大,F值越大,光圈越小。 

            3.對應最大CCD尺寸(SensorSize) 鏡頭成像直徑可覆蓋的最大CCD芯片尺寸。主要有:1/2″、2/3″、1″和1″以上。 
            4.接口(Mount)鏡頭與相機的連接方式。常用的包括C、CS、F、V、T2、Leica、M42x1、M75x0.75等。 

            5.景深(Depth ofField,DOF) 景深是指在被攝物體聚焦清楚后,在物體前后一定距離內,其影像仍然清晰的范圍。景深隨鏡頭的光圈值、焦距、拍攝距離而變化。光圈越大,景深越小;光圈越小、景深越大。焦距越長,景深越小;焦距越短,景深越大。距離拍攝體越近時,景深越小;距離拍攝體越遠時,景深越大。 

            6.分辨率(Resolution) 分辨率代表鏡頭記錄物體細節的能力,以每毫米里面能夠分辨黑白對線的數量為計量單位:“線對/毫米”(lp/mm)。分辨率越高的鏡頭成像越清晰。 

            7.工作距離(Workingdistance,WD)鏡頭第一個工作面到被測物體的距離。 

            8.視野范圍(Field ofView,FOV) 相機實際拍到區域的尺寸。 

            9.光學放大倍數(Magnification,ß)CCD/FOV,即芯片尺寸除以視野范圍。 

            10.數值孔徑(Numerical Aperture,NA)數值孔徑等于由物體與物鏡間媒質的折射率n與物鏡孔徑角的一半(a\2)的正弦值的乘積,計算公式為N.A=n*sina/2。數值孔徑與其它光學參數有著密切的關系,它與分辨率成正比,與放大率成正比。也就是說數值孔徑,直接決定了鏡頭分辨率,數值孔徑越大,分辨率越高,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。不同廠家的相機,哪怕接口一樣也可能有不同的后倍焦。 


            二、工業相機鏡頭選型: 


            1.選擇鏡頭接口和最大CCD尺寸 

            鏡頭接口只要可跟相機接口匹配安裝或可通過外加轉換口匹配安裝就可以了;鏡頭可支持的最大CCD尺寸應大于等于選配相機CCD芯片尺寸。 


            2.選擇鏡頭焦距


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            如圖所示,在已知相機CCD尺寸、工作距離(WD)和視野(FOV)的情況下,可以計算出所需鏡頭的焦距(f)。 


            3.選擇鏡頭光圈 

            鏡頭的光圈大小決定圖像的亮度,在拍攝高速運動物體、曝光時間很短的應用中,應該選用大光圈鏡頭,以提高圖像亮度。 


            4.選擇遠心鏡頭 

            遠心鏡頭是為糾正傳統鏡頭的視差而特殊設計的鏡頭,它可以在一定的物距范圍內,使得到的圖像放大倍率不會隨物距的變化而變化。遠心鏡頭與傳統鏡頭對比,如圖:

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            遠心鏡頭又分為物方遠心和雙側遠心兩種,如圖:

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