在機器視覺中,工業鏡頭作為機器視覺系統的核心部件,往往需要與工業相機配合使用。 工業鏡頭屬於光學系統。 光學系統是由透鏡、反射鏡、稜鏡、光闌等多種光學元件按一定順序組成的系統。 那麼工業鏡頭的種類有哪些呢?
1.根據鏡頭卡口分類。
1. C-mount 和 c-mount
C-mount是機器視覺系統中使用最廣泛的鏡頭卡口之一,其螺紋引數:直徑=1,節距:32齒。 具有重量輕、體積小、經濟多樣性等優點。
在CS介面上加乙個轉接環,轉換為C介面,CS介面法蘭距為125mm,C口法蘭距為175mm。它們之間相差 5 公釐。
2. M12、M42、M58、M95 埠。
M後面的數字代表介面直徑,M12直徑為12mm,M42直徑為42mm,M58直徑為58mm,M95直徑為95mm。
上面的M口、C口和CS口都是螺紋口。
3. F 埠和 EF 埠。
F 埠和 EF 埠屬於 snap 介面。 F卡口是許多鏡頭品牌的介面標準,通常工業相機在目標表面大於1英吋時需要使用F卡口鏡頭。
4. V型埠。 V卡口鏡頭是知名專業鏡頭品牌使用的主要標準,一般用於目標面積較大的工業相機或特殊用途鏡頭。
5.其他介面。
鏡頭中還使用了 T2 卡口和徠卡卡口。
2.工業鏡頭按焦距劃分。
1.定焦鏡頭:固定焦距,一般光圈可調,具有對焦微調功能,工作距離很小,視場隨距離變化。
根據焦距的長短,定焦鏡頭可分為魚眼鏡頭、短焦鏡頭、標準鏡頭和長焦鏡頭四大類。 需要注意的是,焦距的長度不是以焦距的絕對值為主要標準,而是以像角的大小為主要標準,因此當目標表面的大小不同時,標準鏡頭的焦距也不同。
2.變焦工業鏡頭:焦距可以連續變化,尺寸比定焦鏡頭大,適合物體變化,畫素質量不如定焦鏡頭。
變焦鏡頭上有變焦環,調整環可以在預定範圍內靈活改變鏡頭的焦距。 變焦鏡頭的最長焦距值與最短焦距值之比稱為該鏡頭的變焦倍率。 變焦鏡頭有兩種型別:手動變焦和電動變焦。
變焦鏡頭在攝影領域應用廣泛,因為它可以連續改變焦距值,在需要頻繁改變視野時使用起來非常方便。 但由於變焦鏡頭數量多、結構複雜,最大相對光圈不能過大,導致影象亮度低,影象質量差,在設計中難以對各種焦距、各種對焦距離進行像差校正,因此其成像質量無法與同檔次的定焦鏡頭相提並論。
3.特殊用途鏡頭。
顯微鏡鏡頭(micro)一般是指拍攝系統的成像比大於10:1,但由於目前相機畫素尺寸一直在3微公尺以內,所以在成像比大於2:1時一般使用顯微鏡鏡頭。
微距鏡頭一般是指專門設計的鏡頭,成像比為2:1 1:4。 在影象質量要求不是很高的情況下,一般可以通過在鏡頭和相機之間增加乙個特寫鏡頭或在鏡頭前增加乙個特寫鏡頭來實現放大成像的效果。
遠心鏡頭主要是專門為校正傳統鏡頭的視差而設計的鏡頭,可以使影象放大倍率在一定的物距內不隨物距的變化而變化,對於被測物體不在同一物體表面上的情況,這是乙個非常重要的應用。
紫外透鏡(ULR**IOLET)和紅外透鏡(Infrared),一般的透鏡都是設計用於可見光範圍的,由於同一光學系統發出的不同波長的光的折射率不同,導致同一點發出的不同波長的光在成像時不能會聚成乙個點,從而造成色差。 常用鏡片的消色差設計也是針對可見光範圍的,紫外線鏡片和紅外鏡片是專門為紫外線和紅外線設計的鏡片。
遠心鏡頭分為:
1)物側遠心度。
在一定的景深內,即使物距發生變化,物體影象的大小也不會改變。 這種型別在工業檢測領域應用最為廣泛。
2)像方元欣。
即使感測器和鏡頭之間的距離發生變化,物體影象的大小也不會改變,但物體距離會影響影象的大小。 這種型別在工業檢測領域影響不大,我就不贅述了。
3)雙心。
物體與影象的距離不會影響成像的尺寸,這常用於機器視覺檢測領域,缺點是成本較高。
遠心鏡頭的特點和應用範圍。
特點:1)無視場,消除透視,恆定放大倍率。
2)低失真。
3) 只能對準直光進行成像。
應用場景:1)當被檢測物體厚度較大,需要檢測多個平面時,典型應用如食品盒、飲料瓶等。
2)當被測物體的位置不確定,可能與鏡頭成一定角度時。
3)當被測物體在檢測過程中上下跳躍時,如由於生產線上下振動而改變工作距離。
4)被測物體有孔徑或為三維物體時。
5)當要求低畸變率時,影象效果的亮度幾乎完全相同。
6)當被檢測缺陷只能在同一方向平行照明下檢測時。
7)當需要超過檢測精度時,如允許誤差為1um。
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