工业镜头优缺点 工业镜头和民用镜头区别在哪里?工业镜头方案怎么定制?

小编 2024-11-24 行业应用 23 0

工业镜头和民用镜头区别在哪里?工业镜头方案怎么定制?

镜头

工业镜头泛指工业领域运用的各类专业光学镜头,具体的有远心镜头、变倍镜头、定倍镜头、多视野镜头等等。

工业镜头在光学系统中的位置类似于人的眼睛,主要作用是将检测物体的图像成像在相机的光感芯片上。

在工业领域,机器视觉运用的镜头主要是百万像素、五百万像素的工业镜头,在不同的使用场景下,对镜头的失真度、倍率系数等都有不同需要。

民用镜头分类很多,运用也更加广泛。针对于拍摄物体的不同,镜头也有所不同。

区别

1. 设计理念不同

工业镜头多是根据检测要求的不同进行专门配置,在设计中会更加有针对性。同时,由于镜头的功能被限定,设计中可以放松对其他功能的设计要求。比如工业中的远心镜头,为了达到高远心度,往往能够容忍图像的亮度不足,转而使用打光方案去弥补这个短板。

双侧远心镜头

民用镜头虽然有专业化趋势,但是通常不会极端地去优化某一个方面,而愿意放弃另一个方面。

2. 清晰度不同

镜头的共同点都是中间成像清晰,边缘分辨率则逐渐变低。

工业镜头经常使用在机器视觉检测之中,对于图像整体分辨率要求高,在选型中经常考察的就是边缘的清晰度。

3. 畸变要求不同

普通的民用镜头的成像畸变/失真的设计容忍范围一般在2~3%,这一值是刚好在人眼所能察觉的极限之下,不影响观感。

慕藤光自动变倍镜头超低畸变

而工业镜头的图像处理在计算机中进行,2~3%的畸变率足以导致计算机错误判断。因此工业镜头的畸变往往低于1%(宽松估计)。

工业镜头选型准备

工业镜头的针对性很高,在选型前首先需要想好的是自己的检测要求是什么,主要目的是什么。

其次就是检测的场景有没有限制,比如说场地比较小要尽量压缩工作距离,需要做转角镜头等等。

最后是关于相机的一些关键参数,比如靶面、接口等等。

镜头选型重要参数计算公式

什么是工业相机?CCD和CMOS有什么区别?

工业相机又俗称摄像机,相比于传统的民用相机(摄像机)而言,它具有高的图像稳定性、高传输能力和高抗干扰能力等,市面上工业相机大多是基于CCD(Charge Coupled Device)或CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)芯片的相机。

CCD和CMOS有什么区别。

CCD:

CCD使用一种高感光度的半导体材料制成,能把光线转变成电荷,通过模数转换器芯片转换成数字信号,数字信号经过压缩以后由相机内部的闪速存储器或内置硬盘卡保存,因而可以轻而易举地把数据传输给计算机,并借助于计算机的处理手段,根据需要和想象来修改图像。CCD由许多感光单位组成,通常以百万像素为单位。当CCD表面受到光线照射时,每个感光单位会将电荷反映在组件上,所有的感光单位所产生的信号加在一起,就构成了一幅完整的画面。

CMOS:

CMOS和CCD一样同为在数码相机中可记录光线变化的半导体。CMOS的制造技术和一般计算机芯片没什么差别,主要是利用硅和锗这两种元素所做成的半导体,使其在CMOS上共存着带N(带–电) 和 P(带+电)级的半导体,这两个互补效应所产生的电流即可被处理芯片纪录和解读成影像。然而,CMOS的缺点就是太容易出现杂点, 这主要是因为早期的设计使CMOS在处理快速变化的影像时,由于电流变化过于频繁而会产生过热的现象。

CCD与CMOS的区别

技术的角度比较,CCD与CMOS的区别有如下四个方面的不同:

1.信息读取方式

CCD电荷耦合器存储的电荷信息,需在同步信号控制下一位一位地实施转移后读取,电荷信息转移和读取输出需要有时钟控制电路和三组不同的电源相配合,整个电路较为复杂。CMOS光电传感器经光电转换后直接产生电流(或电压)信号,信号读取十分简单。

2.速度

CCD电荷耦合器需在同步时钟的控制下,以行为单位一位一位地输出信息,速度较慢;而CMOS光电传感器采集光信号的同时就可以取出电信号,还能同时处理各单元的图像信息,速度比CCD电荷耦合器快很多。

3.电源及耗电量

CCD电荷耦合器大多需要三组电源供电,耗电量较大;CMOS光电传感器只需使用一个电源,耗电量非常小,仅为CCD电荷耦合器的1/8到1/10,CMOS光电传感器在节能方面具有很大优势。

4.成像质量

CCD电荷耦合器制作技术起步早,技术成熟,采用PN结或二氧化硅(SiO2)隔离层隔离噪声,成像质量相对CMOS光电传感器有一定优势。由于CMOS光电传感器集成度高,各光电传感元件、电路之间距离很近,相互之间的光、电、磁干扰较严重,噪声对图像质量影响很大,使CMOS光电传感器很长一段时间无法进入实用。近年,随着CMOS电路消噪技术的不断发展,为生产高密度优质的CMOS图像传感器提供了良好的条件。

为什么选择CCD而不是CMOS:

在工业环境下进行视觉系统的使用时,一般来说环境会比较恶略,可能周围会存在强磁场的干扰、会在温度较高的场合连续长时间工作、会对抓取的图片的有更严格的要求等等。那么CCD类型的工业相机正好能满足我们的需求。CCD对比起CMOS最大的一个特点就是CCD的成像更好,抓取下来的图片更清晰,色泽更稳定,能帮我们在后期进行图像处理分析的时候省下更多的功夫和精力。

总结:

综合对比下来,我们能发现以下几个特点:CCD的制造难度大,技术起步晚,目前能生产CCD的厂家只有少数几家,因此价格一直居高不下。但是CCD的优点也非常明显,传输速度快、抗干扰能力强、成像的质量更好。因此在工业生产中,我们更推荐使用CCD而不是CMOS。

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