在机器视觉中,工业镜头作为机器视觉系统的核心部件,往往需要与工业相机配合使用。 工业镜头属于光学系统。 光学系统是由透镜、反射镜、棱镜、光阑等多种光学元件按一定顺序组成的系统。 那么工业镜头的种类有哪些呢?
1.根据镜头卡口分类。
1. C-mount 和 c-mount
C-mount是机器视觉系统中使用最广泛的镜头卡口之一,其螺纹参数:直径=1,节距:32齿。 具有重量轻、体积小、经济多样性等优点。
在CS接口上加一个转接环,转换为C接口,CS接口法兰距为125mm,C口法兰距为175mm。它们之间相差 5 毫米。
2. M12、M42、M58、M95 端口。
M后面的数字代表接口直径,M12直径为12mm,M42直径为42mm,M58直径为58mm,M95直径为95mm。
上面的M口、C口和CS口都是螺纹口。
3. F 端口和 EF 端口。
F 端口和 EF 端口属于 snap 接口。 F卡口是许多镜头品牌的接口标准,通常工业相机在目标表面大于1英寸时需要使用F卡口镜头。
4. V型端口。 V卡口镜头是知名专业镜头品牌使用的主要标准,一般用于目标面积较大的工业相机或特殊用途镜头。
5.其他接口。
镜头中还使用了 T2 卡口和徕卡卡口。
2.工业镜头按焦距划分。
1.定焦镜头:固定焦距,一般光圈可调,具有对焦微调功能,工作距离很小,视场随距离变化。
根据焦距的长短,定焦镜头可分为鱼眼镜头、短焦镜头、标准镜头和长焦镜头四大类。 需要注意的是,焦距的长度不是以焦距的绝对值为主要标准,而是以像角的大小为主要标准,因此当目标表面的大小不同时,标准镜头的焦距也不同。
2.变焦工业镜头:焦距可以连续变化,尺寸比定焦镜头大,适合物体变化,像素质量不如定焦镜头。
变焦镜头上有变焦环,调整环可以在预定范围内灵活改变镜头的焦距。 变焦镜头的最长焦距值与最短焦距值之比称为该镜头的变焦倍率。 变焦镜头有两种类型:手动变焦和电动变焦。
变焦镜头在摄影领域应用广泛,因为它可以连续改变焦距值,在需要频繁改变视野时使用起来非常方便。 但由于变焦镜头数量多、结构复杂,最大相对光圈不能过大,导致图像亮度低,图像质量差,在设计中难以对各种焦距、各种对焦距离进行像差校正,因此其成像质量无法与同档次的定焦镜头相提并论。
3.特殊用途镜头。
显微镜镜头(micro)一般是指拍摄系统的成像比大于10:1,但由于目前相机像素尺寸一直在3微米以内,所以在成像比大于2:1时一般使用显微镜镜头。
微距镜头一般是指专门设计的镜头,成像比为2:1 1:4。 在图像质量要求不是很高的情况下,一般可以通过在镜头和相机之间增加一个特写镜头或在镜头前增加一个特写镜头来实现放大成像的效果。
远心镜头主要是专门为校正传统镜头的视差而设计的镜头,可以使图像放大倍率在一定的物距内不随物距的变化而变化,对于被测物体不在同一物体表面上的情况,这是一个非常重要的应用。
紫外透镜(ULR**IOLET)和红外透镜(Infrared),一般的透镜都是设计用于可见光范围的,由于同一光学系统发出的不同波长的光的折射率不同,导致同一点发出的不同波长的光在成像时不能会聚成一个点,从而造成色差。 常用镜片的消色差设计也是针对可见光范围的,紫外线镜片和红外镜片是专门为紫外线和红外线设计的镜片。
远心镜头分为:
1)物侧远心度。
在一定的景深内,即使物距发生变化,物体图像的大小也不会改变。 这种类型在工业检测领域应用最为广泛。
2)像方元欣。
即使传感器和镜头之间的距离发生变化,物体图像的大小也不会改变,但物体距离会影响图像的大小。 这种类型在工业检测领域影响不大,我就不赘述了。
3)双心。
物体与图像的距离不会影响成像的尺寸,这常用于机器视觉检测领域,缺点是成本较高。
远心镜头的特点和应用范围。
特点:1)无视场,消除透视,恒定放大倍率。
2)低失真。
3) 只能对准直光进行成像。
应用场景:1)当被检测物体厚度较大,需要检测多个平面时,典型应用如食品盒、饮料瓶等。
2)当被测物体的位置不确定,可能与镜头成一定角度时。
3)当被测物体在检测过程中上下跳跃时,如由于生产线上下振动而改变工作距离。
4)被测物体有孔径或为三维物体时。
5)当要求低畸变率时,图像效果的亮度几乎完全相同。
6)当被检测缺陷只能在同一方向平行照明下检测时。
7)当需要超过检测精度时,如允许误差为1um。
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