2016新编线阵相机和镜头的选型

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1、关于线阵相机、镜头、光源的选型    随着机器视觉的大规模普及与工业流水线速度、精度的提高，线扫描系统越来越被视觉工程师和最终用户所认可。　　首先，我对线扫描系统做一个大致的介绍。线扫描系统用于被测物体和相机之间有相对运动的场合，通过线扫描相机高速采集，每次采集完一条线后正好运动到下一个单位长度，继续下一条线的采集，这样一段时间下来就拼成了一张二维的图片，也就类似于面阵相机采集到的图片，不同之处是高度可以无限长。接下来通过软件把这幅“无限长”的图片截成一定高度的图片，进行实时处理或放入缓存稍后进行处理。视觉部

2、分，包括线扫描相机，镜头，光源，图象采集卡和视觉软件；　　运动控制部分，包括马达,马达驱动器,运动控制卡或PLC，为了保证采集的图象与输送带同步，有时还会需要编码器。　　由于线扫描信息量大，所以需要一台高性能的工控机，配置大容量的内存和硬盘，主板要提供PCI、PCI-E或PCI-X插槽。　　一般来说，一个面阵视觉系统的配置选型是按照这样的顺序进行的。　　　　　　　　　　　　　相机＋采集卡－>镜头－>光源　　线阵项目也类似，根据系统的检测精度和速度要求，确定线阵CCD相机分辨率和行扫描速度，同时确定对应的采集卡

3、，只是需要选线阵相机镜头接口(mount)时同时考虑镜头的选型，最后确定光源的选型。线阵摄像机(线阵工业相机）的选型　　计算分辩率:幅宽除以最小检测精度得出每行需要的像素选定相机:幅宽除以像素数得出实际检测精度每秒运动速度长度除以精度得出每秒扫描行数根据以上数值选定相机如幅宽为1600毫米、精度1毫米、运动速度22000mm/s相机：1600/1＝1600像素最少2000像素，选定为2k相机1600/2048＝0.8实际精度22000mm/0.8mm＝27.5KHz应选定相机为2048像素28kHz相机线阵镜

4、头的选型　　为什么在选相机时要考虑镜头的选型呢？常见的线阵相机分辨率目前有1K,2K,4K,6K,7K,8K,12K几种，象素大小有5um,7um,10um,14um几种，这样芯片的大小从　10.240mm　(1Kx10um)到　86.016mm　(12Kx7um)不等。很显然，Ｃ接口远远不能满足要求，因为Ｃ接口最大只能接　22mm　的芯片，也就是1.3inch。而很多相机的接口为F，M42X1，M72X0.75等，不同的镜头接口对应不同的后背焦(Flangedistance)，也就决定了镜头的工作距离不一样

5、。　　　　①光学放大倍率(β,Magnification)　　确定了相机分辨率和像素大小，就可以计算出芯片尺寸（Sensorsize）；芯片尺寸除以视野范围(FOV)就等于光学放大倍率。β=CCD/FOV　　　　②接口(Mount)：　　主要有C、M42x1、F、T2、Leica、M72x0.75等几种，确定了之后，就可知道对应接口的长度。　　　③后背焦(FlangeDistance)　　后背焦指相机接口平面到芯片的距离，是一个非常重要的参数，由相机厂家根据自己的光路设计确定。不同厂家的相机，哪怕是接口一样，

6、也可能有不同的后背焦。　　有了光学放大倍率、接口、后背焦，就能计算出工作距离和节圈长度。选好这些之后，还有一个重要的环节，就是看MTF值是否足够好？很多视觉工程师不了解MTF,而对高端镜头来说就必须用MTF来衡量光学品质。MTF涵盖了对比度、分辨率、空间频率、色差等相当丰富的信息，并且非常详细地表达了镜头中心和边缘各处的光学质量。不仅只是工作距离、视野范围满足要求，边缘的对比度不够好，也要重新考虑是否选择更高分辨率的镜头。　　　线扫描线阵光源的选型　　　线扫描项目中，常用的光源有LED光源、卤素灯（光纤光源）

7、、高频荧光灯。　　　卤素灯也叫光纤光源，特点是亮度特别高，但缺点也很明显--寿命短，只有1000-2000小时左右，需要经常更换灯泡。发光源是卤素灯泡，通过一个专门的光学透镜和分光系统，最后通过光纤输出，光源功率很大，可高达250瓦。卤素灯还有一个名字叫冷光源，因为通过光纤传输之后，出光的这一头是不热的且色温稳定，适合用于对环境温度比较敏感的场合，比如二次元量测仪的照明。用于线扫描的卤素灯，常常在出光口加上玻璃聚光镜头，进一步聚焦提高光源亮度。对于较长的线光源，还用几组卤素光源同时为一根光纤提供照明。　　　高

8、频荧光灯，发光原理和日光灯类似，只是灯管是工业级产品，特点是适合大面积照明，亮度较高，成本低，但荧光灯最大的缺点是有闪烁、衰减速度快。荧光灯一定需要高频电源，也就是光源闪烁的频率远高于相机采集图象的频率（对线扫描相机来说就是行扫描频率），消除图像的闪烁。专用的高频电源可做到60KHz。　　LED光源是目前主流的机器视觉光源。特点是寿命长，稳定性好，功耗非常小。　　1，直流供电，无频闪。2，专业的LE