机器视觉光学基础概念—镜头像圈、工作距离及物像距离一、镜头像圈：像圈（imagecircle）是指入射光线通过镜头后，在焦平面上呈现出的圆形的明亮清晰的影像幅面，也称像面大小。镜头像圈由镜头光学结构决定，一旦设计完成，其对应的像圈就确定了。在机器视觉中，由于感光器件为相机芯片，芯片尺寸即为成像靶面大小。由于镜头像圈为圆形，相机靶面为长方形，因此镜头与相机搭配时，必须使镜头的像圈直径≥相机靶面的对角线长度（如右图所示）。否则，相机靶面的四角会形成暗区（如左图所示）从而影响成像质量，这种现象称为渐晕。如CMOSISCMV2000芯片，对角线长度为12.8mm.若镜头的像圈为Ф11mm(厂家或表述为：镜头大兼容芯片尺寸为2/3)，那此款镜头搭配使用该芯片的相机时，就会出现渐晕。二、工作距离：工作距离(WD)是指镜头下端机械面到物体的距离。三、物像距离：物像距离(O/I)是指物平面到相机芯片间的距离。物像距离=工作距离镜头本体长度法兰距。其中对于常见的C口镜头和相机，法兰距为17.526mm。在机器视觉行业中，许多镜头设计时为了保证成像质量，工作距离通常为一个固定值或一个较窄的范围。如远心镜头，作为行业标准的工作距离是40mm、65mm、110mm。因此在实际项目中，建议进行设备机械设计前应先考虑视觉系统，使镜头工作距离的选择不受机械空间的限制，从而在保证佳的光学性能的同时降低成本。否则可能因为一个特殊的工作距离要求，导致选型十分困难，不得不定制镜头。在线阵项目中，由于各相机厂商定义的法兰距不同（如同样是M72*0.75接口，法兰距可能为6.56mm，9.4mm，12mm，19.55mm等），且线阵镜头通常需搭配很长的转接环，此时物像距离对于选型而言变得更有意义。因此作为***的机器视觉从业者，我们与客户沟通时，需要正确判断客户所描述的空间是指工作距离还是物像距离。怎样改善机器视觉系统来获取更好的效果在这弱肉强食的时代，竞争是日益激烈，企业不发展、不进步只能被逐步取代，因此，企业为了更好的生存，需要不断的的创新，而在这工业自动化的时代，很多企业都会选择使用机器视觉系统来取代人工检测，而今天沃德普要给大家介绍的是有什么方法能改善机器视觉系统来获取更好的效果?机器视觉是一个新兴领域，如果设置正确，可以减少过程效率低下。任何使用机器视觉作为机器人引导或检查的设施都应重视这一领域，以寻求可能的改进。在机器视觉系统中如果没有适当的设置，可能会导致机器视觉过程的非增值停机，下面是特别需要注意改善的十个方面：1.照明技术：正确的照明技术应该用来照亮需要检测的区域。背光、亮场、掠射、低角度线性阵列和暗场等光照技术是机器视觉鲁棒性***关键的方面。根据零件表面光洁度和轮廓，机器视觉光学，正确的照明技术可以增强缺陷或去除图像噪声，提高系统的效率和稳定性。这样做的目的是为了选择一种能够产生大对比度(从黑色到白色像素)的光照技术。此外，对比度需要与正在测量或检查的内容直接相关。2.照明颜色：应考虑每个特定部分或应用所用的灯光颜色。频率是每秒振荡的次数，而波长是波在同一位置上两点之间的距离。每种不同的紫外、蓝、绿、黄、红、红外光谱都有不同的照明频率和波长。这些变化会影响物体和相机的表面在光线进入时的反应。其目的是利用能产生大对比度和消除图像中噪声的光频率。例如，金属零件有时可以被引入到一个系统中，该系统有一层薄薄的油或表面轻微氧化，这取决于它们是如何存储的。当这两种类型的零件都被引入检查系统时，使用光的频率来减少波动量是很重要的。3.使用滤光片滤光片，消除背景和架空照明噪声等严重的环境干扰。通过简单地在相机镜头上放置一个与照亮该部件的光的频率匹配的滤波器，可以消除环境照明干扰。4.镜头：视场(FOV)和感兴趣区域(ROI)，包括所需的像素精度，起着重要的作用。正确的焦距镜头将决定机器视觉系统所能看到的区域的大小，并***终决定所收集的所有信息。计算太大的FOV将导致更少的细节和准确性，而计算太小的FOV可能导致检查失败，因为部分或对象在摄像机的视线之外。在计算FOV时，重要的是在决定哪个焦距镜头***适合应用之前，先确定零件或物体的大ROI和该区域的大可接受误差。有时这些因素可能会受到相机到物体的工作距离或高度的限制，机器视觉光学设计，所以在构建系统之前需要考虑所有这些因素。5.***：重要的是要知道部件或应用程序的公差太宽，不允许对部件进行重复检测。当一个部件移出相机视野时，会导致系统不稳定。应该使用某种类型的物理夹具来限制物体或感兴趣的部分的运动。如果部件移出相机视图，就会发生故障，增加不必要的停机时间。通过提供零件的粗略位置，可以消除这种不稳定性，确保零件每次都能重复出现在机器视觉系统中。6.校准：拥有母版夹具或校准程序，可对系统进行适当校准，确保其符合设备的质量标准。7.特征和基准：为了正确地检查图像，基准——在每次检查中发现的一特征——可以在检查时用作视觉工具的参考点，或者用来检测图像中是否存在正确的部分。8.分辨率：分辨率决定了视觉系统的可重复性;它允许将像素的大小量化为测量值。确定系统的分辨率很重要，因为它决定了检查的准确性和可重复性。特别是在质量测量检测和机器人导引方面需要考虑的解决方案。一些软件可以提高分辨率，精度可达到亚像素。9.稳定性：在设置机器视觉传感器时，视觉光学就业，重要的是要保护摄像系统和灯光不受移动的影响。这些项目是系统校准的目标。为了尽量减少移动或干扰，明智的做法是将摄像机和照明灯放置在振动小或没有振动和交通的地方。10.测试：定期对系统进行检查，确认缺陷部件是否被系统捕获和拒绝。可以在系统中直接构建一个测试过程，以简化该过程。有缺陷的测试部件可以在任何时候放置到系统中，以验证系统的适当功能。以上就是沃德普机器视觉给大家总结的关于机器视觉系统的改善方法，大家都清楚了吗?机器视觉系统需要每个部件都选合适的，这样就导致选型很困难，瑞丽光学机器视觉给大家提供免费的选型方案。机器视觉镜头需要选择合适的才可以让效果达到佳，如何观察图像质量好坏呢?可以从分辨率、对比度、景深、失真及投影误差这几个参数来看。瑞丽光学今天就给大家介绍一下机器视觉镜头的主要特性及选择。在镜头设计中有许多重要的特性，包括镜头分辨率、镜头畸变和光照均匀性等，直接影响机器视觉系统性能。机器视觉系统中使用的摄像机、镜头和照明都对图像的整体质量做出了重要贡献。过去几年CMOS图像传感器技术的快速发展为镜头制造商带来了重大挑战。越来越高的传感器分辨率意味着现在有许多传感器具有更小的像素，需要更高分辨率的镜头。另一方面，为获得更高的灵敏度而保持较大像素大小的高分辨率传感器通常采用较大的格式，因此需要较大格式的高分辨率镜头。此外，许多需要非常长焦距镜头的应用，如监视、运动、航空摄影和主题公园游乐设施上的摄影，正日益纳入机器视觉的范畴，需要加以解决。在镜头设计中包括镜头分辨率、空间失真和通过镜头的照明均匀性对镜头的性能产生重要影响。了解镜头性能-调制传递函数(MTF)理想的镜头可以产生与物体美匹配的图像，包括其所有细节和亮度变化。在实践中，视觉光学，这是完全可能的，因为镜头充当低通滤波器。考虑到所有像差，镜头的图像质量可以通过其调制传递函数定量地描述。MTF由透镜再现具有不同间距(线对/空间频率/mm)的线(网格)的能力来定义。可以区分的线对/mm越多，镜头的分辨率越好。每个空间频率的MTF图显示了由镜头引起的对比度损失。通常以相对良好的对比度转移诸如粗糙间隔线的大结构。较小的结构，例如细间隔的线，以低对比度传输。任何给定频率或细节的衰减量按MTF分类，这表示镜头的传输效率。对于任何镜头，都有一个调制为零的点。此限制通常称为分辨率限制，通常以每毫米线对数(lp/mm)引用，或者以小线尺寸(以μm为单位)引用一些微距镜头，这也相当于镜头所需的小像素尺寸。适当。MTF从镜头的中心轴向边缘移动恶化，如果整个图像需要标称分辨率，这是一个重要的考虑因素。由于像散，MTF也可以根据镜头上某点的线条方向而变化，并且也是测量时的光圈设置的函数，因此在比较镜头性能时必须小心。由于必须选择透镜以使分辨率与图像传感器的像素尺寸相匹配，因此像素越小，透镜所需的分辨率越高。提示:在保持传感器尺寸以降低成本的同时提高传感器分辨率需要具有更高MTF的镜头来分辨这些更小的像素。应该始终考虑系统成本，因为较低成本的较小像素尺寸需要更高分辨率的镜头。视觉光学-机器视觉光学设计-瑞利光学(优质商家)由深圳瑞利光学有限公司提供。深圳瑞利光学有限公司（www.ray-/p）是从事“机器视觉光学镜头,光源,光源控制器”的企业，公司秉承“诚信经营，用心服务”的理念，为您提供优质的产品和服务。欢迎来电咨询！联系人：刘小坤。)