工業(yè)鏡頭泛指應用于工業(yè)領域的各種變倍鏡頭,遠心鏡頭,定倍鏡頭等。在工業(yè)應用領域里,機器視覺大量采用百萬像素,五百萬像素的高級機器視覺鏡頭;在一些檢測行業(yè),則采用畸變率更小甚至可以忽略的遠心鏡頭;在一些印刷行業(yè),PCB電路板檢測中,會用到定倍鏡頭。工業(yè)鏡頭設計背景:將折射率不同的各種硝材通過研磨,加工成高精度的曲面、把這些鏡頭進行組合,就是設計鏡頭。從伽利略時始使用的普遍技術是其基本原理。為得到更清晰的圖像,一直在研究開發(fā)試制新的硝材和非球面鏡片。工業(yè)鏡頭作用:鏡頭的基本功能就是實現(xiàn)光束變換(調(diào)制),在機器視覺系統(tǒng)中,工業(yè)鏡頭的主要作用是將目標成像在圖像傳感器的光敏面上。工業(yè)鏡頭的質(zhì)量直接影響到機器視覺系統(tǒng)的整體性能,合理地選擇和安裝鏡頭,是機器視覺系統(tǒng)設計的重要環(huán)節(jié)。工業(yè)鏡頭中遠心光學系統(tǒng)的優(yōu)點:更小的尺寸,減少鏡頭數(shù)量,可降低成本。蘇州電動變倍視頻鏡頭批發(fā)
工業(yè)鏡頭選擇:在評價工業(yè)鏡頭質(zhì)量時一般還會從分辨率、明銳度和景深等幾個實用參數(shù)判斷:分辨率:又稱鑒別率、解像力,指鏡頭清晰分辨被攝景物纖維細節(jié)的能力,制約工業(yè)鏡頭分辨率的原因是光的衍射現(xiàn)象,即衍射光斑(愛里斑)。分辨率的單位是“線對/毫米“ 。明銳度:也稱對比度,是指圖像中很亮和很暗的部分的對比度。景深:在景物空間中,位于調(diào)焦物平面前后一定距離內(nèi)的景物,還能夠結成相對清晰的影像。上述位于調(diào)焦物平面前后的能結成相對清晰影像的景物間之縱深距離,也就是能在實際像平面上獲得相對清晰影像的景物空間深度范圍,稱為景深。相對孔徑與光圈系數(shù):相對孔徑,是指該工業(yè)鏡頭的入射光孔直徑(用D表示)與焦距(用f表示)之比,即:相對孔徑=D/ f 。相對孔徑的倒數(shù)稱為光圈系數(shù)(aperture scale),又稱為f/制光圈系數(shù)或光孔號碼。一般鏡頭的相對孔徑是可以調(diào)節(jié)的,其很大相對孔徑或光圈系數(shù)往往標示在工業(yè)鏡頭上,如1:1.2或f/1.2 。如果拍攝現(xiàn)場的光線較暗或曝光時間很短,則需要盡量選擇很大相對孔徑較大的工業(yè)鏡頭。成都放大倍率電影鏡頭定制廠家明銳度:也稱對比度,是指圖像中很亮和很暗的部分的對比度。
工業(yè)鏡頭:分像鏡頭:如果前鏡使用廣角鏡頭(6.5mm),側(cè)鏡使用狹角鏡頭(75mm),就構成一個雙焦鏡頭,與之相連的攝像機可以同時看到同一場景的廣角和狹角的圖像。在左右分割時,每個鏡頭的水平視場都變?yōu)檎G闆r下的1/2(每個鏡頭只能使用傳感器的一半寬度)。將分像鏡頭旋轉(zhuǎn)90°,可以得到上下分割的圖像。雙焦鏡頭在監(jiān)視器上形成的圖像是倒轉(zhuǎn)的,因此需要將攝像機倒轉(zhuǎn)過來安裝。三向光學分像鏡頭可以同時觀察三個不同的場景。三分鏡頭主要用于觀察丁字型走廊,但是也可以作其它用途。使用三分鏡頭,可以同時觀察三個不同的場景(放大倍數(shù)可以相同,也可以不同),而這三個場景是顯示在同一監(jiān)視器上。這樣,我們就節(jié)省了兩只攝像機、兩臺監(jiān)視器和一只畫面分割器。每個場景占據(jù)在監(jiān)視器屏幕的1/3面積。鏡頭上的可調(diào)光學器件允許分別調(diào)節(jié)三個物鏡的仰角,以適用長短不同的走廊需要(長走廊鏡頭接近水平,短走廊需要鏡頭略微沖下)。與雙分鏡頭一樣,攝像機也要倒轉(zhuǎn)安裝。
雙遠心鏡頭成像原理:通過在鏡頭中間放置光闌,使得進出鏡頭的光線均為平行光,其他光線被光闌遮擋,無法到達成像芯片,各看一側(cè)分別是物方遠心、像方遠心鏡頭。物方解決景深問題,像方解決放大倍率變化問題。雙遠心鏡頭解決的問題:分辨率問題:普通工業(yè)鏡頭分辨率跟不上芯片分辨率提高的腳步,其受制于其光學成像的原理,很好的也只能做到10um左右,很多可配合1000W像素的相機使用,滿足不了現(xiàn)在高分辨率相機和高精度測量檢測的要求。景深問題:普通鏡頭的景深比較小,當需要測量的物體在鏡頭縱深方向超出其范圍,檢測或測量無法進行。放大倍率問題:放大倍率隨作距離變化而發(fā)生變化。當我們的視覺系統(tǒng)被用來執(zhí)行精密測量任務時,這一特性會導致不可容忍的誤差。工業(yè)鏡頭像差是影響圖像質(zhì)量的重要方面。
工業(yè)鏡頭的分辨率:描述鏡頭成像質(zhì)量的內(nèi)在指標是鏡頭的光學傳遞函數(shù)與畸變,但對用戶而言,需要了解的是鏡頭的空間分辨率,以每毫米能夠分辨的黑白條紋數(shù)為計量單位。特殊鏡頭:在特殊的安全鏡頭族群中,值得一提的品種包括光纖鏡頭、管道鏡頭、分像鏡頭、拐角鏡頭、中繼鏡頭、自動聚焦鏡頭、安定鏡頭和長程鏡頭。這些鏡頭各有所長,可以實現(xiàn)普通鏡頭所無法完成的特殊功能。光纖鏡頭和管道鏡頭:設計難度較大的監(jiān)控系統(tǒng)中往往需要使用粘連光纖束鏡頭。與通常用于視頻信號傳輸?shù)膯文9饫w和多模光纖不同,這種光纖束是由上千根單獨的玻璃光纖粘連在一起組成的。它可以將物鏡得到的光學圖像傳輸?shù)绞畮桌迕椎綆酌走h的地方。中繼鏡頭從光纖束處理到圖像后,再將其傳送到攝像機的傳感器上。通過光纖鏡頭取得的畫面,其質(zhì)量不如通過普通鏡頭取得的畫面好。因此,這種鏡頭只能用在普通鏡頭無法解決問題的場合。光纖鏡頭分為剛性和柔性兩種。如果拍攝現(xiàn)場的光線較暗或曝光時間很短,則需要盡量選擇很大相對孔徑較大的工業(yè)鏡頭。石家莊高分辨率視頻鏡頭生產(chǎn)廠家
工業(yè)鏡頭選型要點:機器視覺鏡頭的芯片尺寸。蘇州電動變倍視頻鏡頭批發(fā)
工業(yè)鏡頭各參數(shù)間相互影響關系:光圈大小的影響情況:光圈越大,圖像亮度越高;景深越小;分辨率越高;像場與邊緣:一般像場中心較邊緣分辨率高;像場中心較邊緣光場照明高。光波長度的影響:在相同的工業(yè)相機及鏡頭參數(shù)條件下,照明光源的光波波長越短,得到的圖像的分辨力高。所以在需要精密尺寸及位置測量的視覺系統(tǒng)中,盡量采用短波長的單色光作為照明光源,對提高系統(tǒng)精度有很大的作用。工業(yè)鏡頭的主要類別:分類方式,按焦距劃分:定焦和變焦;按光圈劃分:固定光圈和可變光圈;按接口劃分:C接口、CS接口、F接口等;按倍數(shù)劃分:定倍鏡頭、連續(xù)變倍鏡頭;機器視覺行業(yè)常用到的很重要的鏡頭主要包括FA鏡頭,遠心鏡頭和工業(yè)顯微鏡等。蘇州電動變倍視頻鏡頭批發(fā)