淺談工業相機規格

更新日期:2019年6月19日

視覺應用在自動化領域中應用的相當廣泛,從相機、鏡頭、光源,琳瑯滿目的選擇當中,我們該如何選型,首先,我們可以先確認以下的資訊,進而了解專案的需求。

目標物的尺寸: 目標物的尺寸關乎相機的解析度的選擇。

目標物高度: 目標物如果是凹凸表面,即表示有高低差的話,那就必須要考慮到景深是否可以涵蓋。

檢測或量測的項目: 此項目將決定使用黑白或彩色相機,譬如關於色彩的檢測,就必須選擇彩色相機。此項目同時也影響鏡頭的選擇,譬如當我們是要做一項量測的專案,最好選擇變形量低的鏡頭(例如: 遠心鏡頭),以免量測誤差過大。

作業時間: 與相機的選擇有關,線陣(line scan)或者是面陣(area scan),一般來說線陣相機的影像品質較面陣相機佳,但取像時間較長。

視野(FOV): 視野即是透過鏡頭所捕捉到的影像畫面。

確認好需求後,接著可以開始挑選適合的相機及鏡頭:


相機

掃描方式: 相機分為面陣(area scan)及線陣(line scan)兩種掃描方式。線陣相機必須搭配運動掃描才可以獲得一張完成的影像,適用於面積較大的或是高檢測精度的應用。面陣相機則不需搭配運動掃描裝置即可取得完整影像。

解析度(resolution): 解析度決定影像系統處理精度的能力,通常以寬的點數x高的點數表示,例如: 2590 px * 2048 px

色彩: 工業相機分為灰階(mono)及彩色(color),一般情況都選擇灰階相機,有顏色檢測需求的話才會選擇彩色相機。

幀率(frame rate): 相機採集傳輸圖像的速率,對於面陣相機一般為每秒採集的幀數(Frames/Sec.),對於線陣相機為每秒採集的行數(Lines/Sec.)。

工作溫度: 相機本身的工作溫度設定有一定的範圍,若處於超標的環境中,相機可能會不正常運作或導致壽命減短。

訊號輸出介面: 目前市場上用的較多的輸出介面有三類,Camera Link、GigE、USB **各個介面的優點如下: Camera Link==>傳輸速率高, GigE==>傳輸距離長, USB==>普及、成本較低。


鏡頭

接口: 大部分工業相機販售時是不含鏡頭的,所以在選擇鏡頭時要注意接口是否匹配,目前市面上以C-Mount和CS-Mount的規格及種類比較齊全,其他還有像F-Mount等特殊的接口形式。光圈: 光圈是指鏡頭所容許的進光量,調整光圈可以控制景深及鏡頭的成像。光圈大小用f值表示:光圈對影像的影響:f值越小、光圈越大、進光量越大,景深越小。

視角: 鏡頭的可視角度,一般用mm表示,視角的選擇會根據工作距離及焦距等因素來做決定。

焦距: 鏡頭光學聚焦點,被攝物在此距離時影像達到最清晰的狀態。

景深(DOF, Depth of field): 指相機對焦點前後相對清晰的成像範圍

變形(Distortion): 變形是指鏡頭在鏡片曲面下造成的影像失真,這是透鏡的特性,無法消除,只能改善,所以特別是在量測方面的應用,就必須慎選鏡頭,否則量測的結果會與實際有落差。

工作距離(WD, Working Distance): 鏡頭最下緣處到目標物的距離。

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