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機器視覺鏡頭種類

生活 更新时间:2024-07-08 22:50:46
一、鏡頭的結構

機器視覺鏡頭種類(機器視覺工業鏡頭)1

1、透鏡

鏡頭内部包括組合複雜的多枚透鏡。

2、變焦環

變焦鏡頭具有改變焦距的變焦環,調節變焦環可改變視角。定焦鏡頭由于焦距固定,無法進行變焦。

3、光圈葉片

光圈葉片位于鏡頭内部,用于控制光線透過鏡頭到達相機感光平面的光量。

4、光圈環

光圈環用來調節光圈孔徑大小,以控制進光量。

二、鏡頭的分類

鏡頭

固定安裝高度

固定放大倍數

畸變小,适用于高精度應用場景

尺寸較大,價格稍貴

CCTV鏡頭

機器視覺鏡頭種類(機器視覺工業鏡頭)2

視野、無懼及光圈可調

适用于大視野

畸變較大

微距

鏡頭

機器視覺鏡頭種類(機器視覺工業鏡頭)3

TV失真小

隻能在一定範圍内聚焦,視野範圍有限

線掃描

鏡頭

機器視覺鏡頭種類(機器視覺工業鏡頭)4

​編輯​特别針對長線芯片,配有大相機接口,失真小

鏡頭尺寸較大,比較重

三、鏡頭的參數

1、焦距

焦距是指從鏡頭光學中心到相機芯片中心等成像平面的距離。

鏡頭的聚焦長度決定着拍攝的工作距離、成像大小、視野大小等參數。

常見的鏡頭焦距有4mm 6mm 8mm 12mm 16mm 25mm 35mm 50mm等等

2、光圈

光圈是一個用來控制光線透過鏡頭,進入相機感光面光量的裝置。

機器視覺鏡頭種類(機器視覺工業鏡頭)5

一般情況下,通光孔徑越大,在同一單位時間内的進光量便越多,圖像越亮。

光圈和景深的關系:光圈越小(光圈F值越大),景深深;光圈打(光圈F值小),景深淺。

3、視角(FOV)

機器視覺鏡頭種類(機器視覺工業鏡頭)6

視角FOV是指鏡頭所能覆蓋的範圍,(物體超過這個角就不會被收在鏡頭内),通常以角度來表示,這個角度就叫做鏡頭的視角FOV。

4、景深

機器視覺鏡頭種類(機器視覺工業鏡頭)7

景深是指在聚焦完成後,焦點前後的範圍内都能形成清晰的圖像,這一前一後的距離範圍,叫做景深。

特點:後景深大于前景深 。

5、鏡頭畸變

光學透鏡固有的透視失真的總稱。

(1)枕形失真

鏡頭引起的畫面向中間“收縮”的現象。

機器視覺鏡頭種類(機器視覺工業鏡頭)8

(2)桶形失真

成像畫面呈桶形膨脹的失真現象

機器視覺鏡頭種類(機器視覺工業鏡頭)9

(3)線性畸變

機器視覺鏡頭種類(機器視覺工業鏡頭)10

6、光學倍率

機器視覺鏡頭種類(機器視覺工業鏡頭)11

光學倍率指的是物體與像的比例。

光學倍率 = (芯片尺寸)/ (視野大小)

圓心鏡頭光學倍率為一個固定值。如1倍遠心鏡頭、2倍遠心鏡頭、0.7倍遠心鏡頭等等。

四、鏡頭的選擇

1、最大兼容CCD尺寸

所有的鏡頭都隻能在一定範圍内成像清晰,最大兼容CCD尺寸鏡頭能支持最大清晰成像的範圍。

機器視覺鏡頭種類(機器視覺工業鏡頭)12

鏡頭最大兼容CCD尺寸 ≥ 相機芯片尺寸

2、傳感器與鏡頭的匹配

所有的鏡頭都有最大兼容的相機芯片尺寸。

選擇相機和鏡頭時,遵循“鏡頭最大兼容芯片尺寸>=相機芯片尺寸”的元組。

機器視覺鏡頭種類(機器視覺工業鏡頭)13

3、光學接口

機器視覺行業内常見的幾種接口分别為C口,CS口,F口。

一般情況下C口和CS口用在面陣相機上,F口用在線陣相機上。

4、鏡頭焦距選擇

機器視覺鏡頭種類(機器視覺工業鏡頭)14

計算公式:

芯片尺寸/視野大小 ≈ 焦距(mm) / 物距(mm)

比如:已知相機芯片長度為3.6mm,對應視野為45mm,工作距離為200mm。

根據公式克制應該選擇的焦距為16mm。

5、遠心鏡頭方法倍率

遠心鏡頭放大倍率一般為定值,因此安裝高度也是固定的,因此我們可以根據相機來選擇我們需要的鏡頭,或者根據鏡頭來選擇我們需要的相機。

比如:大小為5mm的産品進行尺寸測量,測量精度要求為0.04mm,選擇合适的鏡頭。

(1)選擇相機

預估視野:9mm左右,因為産品5mm,産品放置過程中,會存在一些偏差,因此需要将相機視野放大一些。

精度預留4倍:0.04/4 = 0.01

相機分辨率:0.01/9 = 900,可以選擇一個1280*1024的相機 130萬像素的相機,查手冊得知芯片大小為1/2英寸(6.4*4.8mm)。

(2)選擇鏡頭

視野大小為9mm,芯片尺寸為6.4mm,放大倍率為6.4/9 = 0.71,查手冊我們可以選擇一個0.7倍左右的遠心鏡頭。​

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