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機(jī)器視覺工業(yè)鏡頭二十三名詞詳解

時(shí)間:2018-01-15 11:22:40來(lái)源:網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載

導(dǎo)語(yǔ):?機(jī)器視覺系統(tǒng)中,鏡頭相當(dāng)于人的眼睛,其主要作用是將目標(biāo)的光學(xué)圖像聚焦在圖像傳感器(相機(jī))的光敏面陣上。

機(jī)器視覺系統(tǒng)中,鏡頭相當(dāng)于人的眼睛,其主要作用是將目標(biāo)的光學(xué)圖像聚焦在圖像傳感器(相機(jī))的光敏面陣上。視覺系統(tǒng)處理的所有圖像信息均通過(guò)鏡頭得到,鏡頭的質(zhì)量直接影響到視覺系統(tǒng)的整體性能。下面對(duì)機(jī)器視覺工業(yè)鏡頭的相關(guān)專業(yè)術(shù)語(yǔ)做以詳解。

一、失真

可分為枕形失真和桶形失真,如下圖示:

機(jī)器視覺工業(yè)鏡頭二十三名詞詳解

二、電視失真

實(shí)際邊長(zhǎng)的歪曲形狀與理想的形狀的百分比算出的值。

三、光學(xué)倍率

機(jī)器視覺工業(yè)鏡頭二十三名詞詳解

四、監(jiān)視放大

機(jī)器視覺工業(yè)鏡頭二十三名詞詳解

計(jì)算方法:

例:VS-MS1+10x鏡頭1/2”CCD照相機(jī),14”監(jiān)視器上的成像

0.1mm的物體在監(jiān)視器得到的是44.45mm的成像

※有時(shí)根據(jù)TV監(jiān)視器的掃描狀態(tài),以上的簡(jiǎn)易計(jì)算將有一些變化。

五、解析度

表示了所能見到了2點(diǎn)的間隔0.61x使用波長(zhǎng)(λ)/NA=解析度(μ)

以上的計(jì)算方法理論上可以計(jì)算出解析度,但不包括失真。

※使用波長(zhǎng)為550nm

六、解像力

1mm中間可以看到黑白線的條數(shù)。單位(lp)/mm.

七、MTF(ModulaTIonTransferFuncTIon)

成像時(shí)再現(xiàn)物體表面的濃淡變化而使用的空間周波數(shù)和對(duì)比度。

八、工作距離(WorkingDistance)

鏡頭的鏡筒到物體的距離

九、O/I(ObjecttoImager)

物像間距離即物體到像間的長(zhǎng)度。

十、成像圈

成像尺寸φ,要輸入相機(jī)感應(yīng)器尺寸。

十一、照相機(jī)Mount

C-mount:1"diameterx32TPI:FB:17.526mm

CS-mount:1"diameterx32TPI:FB:12.526mm

F-mount:FB:46.5mm

M72-Mount:FB廠家各有不同

十二、視野(FOV)

視野指使用照相機(jī)以后看到的物體側(cè)的范圍

照相機(jī)有效區(qū)域的縱向長(zhǎng)度(V)/光學(xué)倍率(M)=視野(V)

照相機(jī)有效區(qū)域的橫向長(zhǎng)度(H)/光學(xué)倍率(M)=視野(H)

*技術(shù)資料上的視野范圍是指由光源及有效區(qū)域的一般數(shù)值計(jì)算出來(lái)的值。

照相機(jī)有效區(qū)域的縱向長(zhǎng)度(V)or(H)=照相機(jī)一個(gè)畫素的尺寸&TImes;有効畫素?cái)?shù)(V)or(H)

來(lái)計(jì)算。

機(jī)器視覺工業(yè)鏡頭二十三名詞詳解

十三、景深

景深是指成像后物體的距離。同樣,照相機(jī)側(cè)的范圍稱為焦點(diǎn)深度。具體的景深的值多少略有不同。

十四、焦距(f)

f(FocalLength)光學(xué)系的后主點(diǎn)(H2)到焦點(diǎn)面的距離。

十五、FNO

鏡頭從無(wú)限遠(yuǎn)時(shí),亮度表示的數(shù)值,值越小越亮。FNO=焦距/入射孔徑或有効口徑=f/D

十六、實(shí)效F

有限距離時(shí)鏡頭的明亮度。

實(shí)效F=(1+光學(xué)倍率)xF#

實(shí)效F=光學(xué)倍率/2NA

十七、NA(NumericalAperture)

物體側(cè)的NA=sinuxn

成像側(cè)的NA'=sinu'xn'

如下圖所示入社角度u,物體側(cè)折射率n,成像側(cè)的折射率'n'

NA=NA'x放大率

機(jī)器視覺工業(yè)鏡頭二十三名詞詳解

十八、邊緣亮度

相對(duì)照度是指中央的照度與周邊的照度的百分比。

十九、遠(yuǎn)心鏡頭s

主光線與鏡頭光源平行的鏡頭。有物體側(cè)的遠(yuǎn)心,成像側(cè)的遠(yuǎn)心,兩側(cè)的遠(yuǎn)心行頭等方式。

二十、遠(yuǎn)心

Telecentricity是指物體的倍率誤差。倍率誤差越小,Telecentricity越高。Telecentricity有各種不同的用途,在鏡頭使用前,把握Telecentricity很重要。遠(yuǎn)心鏡頭的主光線與鏡頭的光軸平行,Telecentricity不好,遠(yuǎn)心鏡頭的使用效果就不好;Telecentricity可以用下圖進(jìn)行簡(jiǎn)單的確認(rèn)。

機(jī)器視覺工業(yè)鏡頭二十三名詞詳解

二十一、景深(DOF)

景深(DepthofField)可以用以下的計(jì)算式計(jì)算出來(lái):

景深=2xPermissibleCOCx實(shí)效F/光學(xué)倍率2=允許誤差值/(NAx光學(xué)倍率)

(使用的是0.04mm的PermissibleCOC)

機(jī)器視覺工業(yè)鏡頭二十三名詞詳解

機(jī)器視覺工業(yè)鏡頭二十三名詞詳解

二十二、通風(fēng)盤及解析度

機(jī)器視覺工業(yè)鏡頭二十三名詞詳解

AiryDisk是指通過(guò)沒有失真的鏡頭在將光集中一點(diǎn)時(shí),實(shí)際上形成的是一個(gè)同心圓。這個(gè)同心圓就叫做AiryDisk。AiryDisk的半徑r可以通過(guò)以下的計(jì)算公式計(jì)算出來(lái)。這個(gè)值稱為解析度。r=0.61λ/NAAiryDisk的半徑隨波長(zhǎng)改變而改變,波長(zhǎng)越長(zhǎng),光越難集中于一點(diǎn)。例:NA0.07的鏡頭波長(zhǎng)550nmr=0.61*0.55/0.07=4.8μ

二十三、MTF及解析度

MTF(ModulaTIonTransferFunction)是指物體表面的濃淡變化,成像側(cè)也被再現(xiàn)出來(lái)。表示鏡頭的成像性能,成像再現(xiàn)物體的對(duì)比度的程度。測(cè)試對(duì)比性能,用的是具有特定空間周波數(shù)的黑白間隔測(cè)試??臻g周波數(shù)是指1mm的距離濃淡變化的程度。

圖1所示,黑白矩陣波,黑白的對(duì)比度為100%.這個(gè)對(duì)象被鏡頭攝影后,成像的對(duì)比度的變化被定量化?;旧希还苁裁寸R頭,都會(huì)出現(xiàn)對(duì)比度降低的情況。最終對(duì)比度降低至0%。,不能進(jìn)行顏色的區(qū)別。

機(jī)器視覺工業(yè)鏡頭二十三名詞詳解

機(jī)器視覺工業(yè)鏡頭二十三名詞詳解

圖2、3顯示了物體側(cè)與成像側(cè)的空間周波數(shù)的變化。橫軸表示空間周波數(shù),縱軸表示亮度。物體側(cè)與成像側(cè)的對(duì)比度由A、B計(jì)算出來(lái)。MTF由A,B的比率計(jì)算出來(lái)。

解析度與MTF的關(guān)系:解析度是指2點(diǎn)之間怎樣被分離認(rèn)識(shí)的間隔。一般從解析度的值可以判斷出鏡頭的好壞,但是實(shí)際是MTF與解析度有很大的關(guān)系。圖4顯示了兩個(gè)不同鏡頭的MTF曲線。鏡頭a解析度低但是具有高對(duì)比度。鏡頭b對(duì)比度低但是解析度高。

機(jī)器視覺工業(yè)鏡頭專業(yè)術(shù)語(yǔ)詳解

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