優化您的高性能機器視覺相機 ; 它需要與適當的鏡頭匹配。 我們專注于相機,但從我們多年的經驗可以提供一些基本的鏡頭選擇。 提供的細節和示例只是一個簡單的概述。
我們可以將機器視覺鏡頭分為兩個非官方的大類:
1. 鏡頭的視野(圖像大小)比相機傳感器的尺寸大得多
2. 視野范圍較小或接近相機傳感器尺寸的鏡頭。
當視野(圖像尺寸)遠大于相機傳感器尺寸時
對于這種情況下的應用,視場(FOV)的范圍從20-30毫米到100米(室外應用)。 用于這些應用的鏡頭具有固定焦距或可變焦距。
在選擇過程中有三個重要的因素:
1. 視野
2. 工作距離
3. 相機的傳感器尺寸
所采集圖像的放大倍數=(相機的傳感器尺寸)/(視場)
為了估算您的應用所需的焦距:
焦距=(放大倍數)*(工作距離)/(1 +放大率)
例如:
Adimec Opal-2000相機的傳感器尺寸為2/3“。 如果一個應用需要攝像頭看50mm(水平)的FOV和200mm的工作距離,通過使用前面提到的公式,我們應該能夠估算出適用于這種應用的鏡頭。
FOV = 50mm
傳感器尺寸= 8.8mm(基于2/3“傳感器尺寸)
工作距離= 200mm
放大倍數= 0.176
預計焦距= 29.93mm
鏡頭進入一定的焦距,在這種情況下你將無法找到29.93mm的鏡頭。 這里基本上有3個選項可用:
1. 選擇一個25mm的鏡頭,以犧牲分辨率為代價,為您的應用提供更大的視野。
2. 通過選擇一個35mm的鏡頭來增加你的工作距離(將你的相機和鏡頭遠離你正在看的物體的距離增加)。
3. 選擇一個25毫米的鏡頭,并添加一個擴展環。 (計算并選擇正確的擴展環是另一個考慮因素)。
當視野較小或接近相機傳感器尺寸時
這些鏡頭的放大倍數約為圖像傳感器的0.01倍到幾百倍。 大多數這樣的應用使用遠心鏡頭,并且這些鏡頭提供低失真和接近精確的圖像復制。 遠心鏡頭很少或從未用于大視場應用,這是因為為了獲得低失真,物理鏡頭必須與您所看到的圖像一樣大。 這些鏡頭根據放大倍率(圖像尺寸/傳感器尺寸)指定,工作距離通常由鏡頭制造商嚴格固定。 要確定一個合適的鏡頭,計算適當的放大率,并選擇最符合您的要求的放大率。
其他注意事項
在這兩種情況下,購買滿足計算的最便宜的鏡頭仍然不是一個簡單的答案。 如果你這樣做,你可能會對由此產生的銳利感到失望。 現在,您需要將分辨率與圖像傳感器/相機的質量相匹配 。 每臺相機都有一定的像素間距。 在Adimec蛋白石系列的情況下,它是5.5微米每像素。 調制傳遞函數表示鏡頭解析能力(每毫米能夠成像細節)。 這主要表示為每毫米給定線對的通過透鏡的光線量。
對于5,5um像素,每mm有90對線(1 /(2 * 5,5um)是每mm線對數),因此這是您獲得最佳清晰度所需的最小(和最大)數。 更多的Lp / mm毫無用處,傳感器無法“看見”它 - 它只是為鏡頭增加了很多錢。
如果您的鏡頭可以做的比90lp / mm好,您需要在鏡頭和傳感器之間放置一個光學低通濾鏡來限制鏡頭。 這樣你就不會在圖像中看到鋸齒/波紋效果。
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原文標題:機器視覺相機的鏡頭選擇基礎知識
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