机器视觉相机光源镜头分类

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机器视觉(相机、镜头、光源 )全面概括

机器视觉（相机、镜头、光源）全面概括分类：机器视觉2013-08-19 10:52 1133人阅读评论(0) 收藏举报机器视觉工业相机光源镜头1.1.1视觉系统原理描述机器视觉就是用机器代替人眼来做测量和判断。

机器视觉系统是指通过机器视觉产品（即图像摄取装置，分CMOS 和CCD 两种）将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号；图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。

2.1.1视觉系统组成部分视觉系统主要由以下部分组成1.照明光源2.镜头3.工业摄像机4.图像采集/处理卡5.图像处理系统6.其它外部设备2.1.1.1相机篇详细介绍：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，目前市面上工业相机大多是基于CCD（ChargeCoupled Device）或CMOS（Complementary Metal OxideSemiconductor）芯片的相机。

CCD是目前机器视觉最为常用的图像传感器。

它集光电转换及电荷存贮、电荷转移、信号读取于一体，是典型的固体成像器件。

CCD的突出特点是以电荷作为信号，而不同于其它器件是以电流或者电压为信号。

这类成像器件通过光电转换形成电荷包，而后在驱动脉冲的作用下转移、放大输出图像信号。

典型的CCD相机由光学镜头、时序及同步信号发生器、垂直驱动器、模拟/数字信号处理电路组成。

CCD作为一种功能器件，与真空管相比，具有无灼伤、无滞后、低电压工作、低功耗等优点。

CMOS图像传感器的开发最早出现在20世纪70 年代初，90 年代初期，随着超大规模集成电路(VLSI) 制造工艺技术的发展，CMOS图像传感器得到迅速发展。

CMOS图像传感器将光敏元阵列、图像信号放大器、信号读取电路、模数转换电路、图像信号处理器及控制器集成在一块芯片上，还具有局部像素的编程随机访问的优点。

OPT视觉相机

金字塔概念
金字塔分解次数越大，检测速度越快，稳定性越差
第3 第2 层层第1 层
第0 层
谢谢！
机构
光源相机、镜头 24V供电
SCI界面
菜单栏
工具栏
图像信息栏图像显示窗口/流程编辑窗口
算子列表
图像算子工具栏
SCI视觉软件
示例：相机安装在同轴，实现十字光标和图像分析处理两个功能，使用TCP/IP协议进行通信，找出工件圆心和旋转角度，输出显示并保存图片和数据
相机连接，标定通信图像采集、图像增强定位、测量、检测分析处理并显示图片导出、数据保存流程、变量、脚本
(视野/芯片≈工作距离/焦距) 镜头
传感器像面
工作距离பைடு நூலகம்
焦距
相机
分类：CCD、CMOS、线阵、面阵、彩色、黑白传感器尺寸：镜头尺寸大于相机传感器尺寸分辨率：精度帧率：采集频率调整相机参数：曝光、增益、触发选型：500,2000
显示器
鼠标、键盘、移动硬盘
笔记本电脑
机器人、 PLC等执行
机器视觉系统
光学系统（光源，镜头）图像采集单元（传感器，芯片，图像采集卡）图像处理单元（相机，PC软件，视觉库）执行机构（PLC，机器人，数控）
光源
使用目的：将背景和干扰信息最大限度地过滤或者淡化，同时将目标特征显示出来
光学基础：反射、漫射、折射、散射、衍射、偏振… 常用种类：条形光源、环形光源、球形光源… 打光方式：低角度、高角度、同轴、背光… 选型：影响因素较多，根据经验选择常用类型或定制
镜头
焦距：标准，广角，长焦距，定焦，变焦光圈：镜头通光量工作距离视野：工作距离；焦距景深：光圈越大；焦距越长；拍摄距离越近；景深越

机器视觉光源的作用及分类

机器视觉光源的作用及分类在机器视觉系统中，相信大家LED光源并不陌生，光源是决定机器视觉系统图像质量的最重要因素。

选择合适的光源，可以使图像中的目标特征与背景信息得到最佳分离，从而大大降低图像处理的难度，提高系统的稳定性和可靠性。

在机器视觉系统中，光源的作用主要体现在：1、突出测量特征，简化图像处理算法；2、克服环境光的干扰，提高图像信噪比；3、提高视觉系统的定位、测量、识别精度，以及系统的运行速度；4、降低系统设计的复杂度；目前，机器视觉LED光源按形状通常可分为以下几类:维视图像部分光源展示1、环形光源：提供不同照射角度、不同颜色组合，更能突出物体的三维信息；高密度LED阵列，高亮度；多种紧凑设计，节省安装空间；解决对角照射阴影问题；可选配漫射板导光，光线均匀扩散。

应用领域:PCB基板检测，IC元件检测，显微镜照明，液晶校正，塑胶容器检测，集成电路印字检查。

2、背光源：用高密度LED阵列面提供高强度背光照明，能突出物体的外形轮廓特征，尤其适合作为显微镜的载物台。

红白两用背光源、红蓝多用背光源，能调配出不同颜色，满足不同被测物多色要求。

应用领域:机械零件尺寸的测量，电子元件、IC的外型检测，胶片污点检测，透明物体划痕检测等。

3、条形光源：是较大方形结构被测物的首选光源；颜色可根据需求搭配，自由组合；照射角度与安装随意可调。

应用领域:金属表面检查，图像扫描，表面裂缝检测，LCD面板检测等。

4、同轴光源：可以消除物体表面不平整引起的阴影，从而减少干扰；部分采用分光镜设计，减少光损失，提高成像清晰度，均匀照射物体表面。

应用领域:系列光源最适宜用于反射度极高的物体，如金属、玻璃、胶片、晶片等表面的划伤检测，芯片和硅晶片的破损检测，Mark点定位，包装条码识别。

5、线形光源：超高亮度，采用柱面透镜聚光，适用于各种流水线连续检测场合。

应用领域:阵相机照明专用，AOI专用。

6、点光源：大功率LED，体积小，发光强度高；光纤卤素灯的替代品，尤其适合作为镜头的同轴光源等；高效散热装置，大大提高光源的使用寿命。

相机、镜头、光源如何选择（建议收藏）

相机、镜头、光源如何选择（建议收藏）机器视觉在跨多个学科的行业和研究领域实现了令人兴奋的新进展。

设计机器视觉系统似乎令人生畏，本文概述了机器视觉系统的不同方面，目的是帮助相机、镜头、光源的选择。

相机机器视觉相机中的传感器是一项技术，可从视场(FOV) 中的相应对象创建图像。

传感器是相机中规格最多的部分，它决定了相机的一些最重要的特性。

这些重要特性包括但不限于传感器尺寸、像素尺寸、光谱特性和快门类型。

由于适用于不同目的、应用和技术的相机型号种类繁多，因此了解相机的应用非常重要。

最常见的相机接口是通用串行总线(USB) 和千兆以太网 (GigE)，这些接口提供标准化的数据传输协议和软件兼容性。

此外，相机接口决定了数据传输速度和相机同步等规格USB 3.1 Gen 1 是一种通用接口，数据传输速率限制在 5 Gb/s 左右。

GigE 连接范围从 1000 Mb/s 到 10 Gb/s。

数据传输速度影响帧速率。

对于在FOV 中快速移动的物体，与USB 接口相关的更快数据传输速率可能是比 USB 接口更好的选择，尤其是对于实时视频捕获。

通常，USB 为相机供电。

默认情况下，大多数GigE 接口不为摄像机供电。

但是，某些 GigE 接口可以使用以太网供电 (PoE) 或输入/输出连接 (GPIO)。

这些 PoE 和 GPIO 接口将需要额外的电缆和电源。

传感器尺寸决定了FOV 的大小和系统的主要放大倍率(PMAG)。

图1 显示了用于传感器格式的命名约定，该命名约定基于1930 年代至 1990 年代用于电视摄像机的过时阴极射线摄像机管。

带有数字的命名约定不提供有关它们所指的传感器尺寸的直接信息。

但是，规格表上为成像镜头指定了最大传感器格式。

如果相机传感器大于镜头的最大传感器格式，则传感器边缘会变暗；这种现象称为渐晕。

在选择成像镜头时，传感器尺寸兼容性很重要。

主要用于机器视觉相机的传感器技术有两种。

CCD和CMOS传感器，两者都将光转换为电子信号。

机器视觉光源主要种类有哪些

机器视觉光源主要种类有哪些首先咱们先来说说，上海选择机器视觉光源哪家好？上海嘉肯光电科技有限公司是一家专业从事机器视觉光源的研发、生产和销售为一体的高新技术企业。

以工业检测、机器视觉、图像处理、科学研究等领域为主要研发及经营方向。

环形光源最常见的LED光源之一，提供基本的照明作用。

随着光源距离产品的工作距离LWD变化而产生的亮度分布，如下图暖色表示亮；冷色表示暗。

条形光源最常见的LED光源之一，可对长尺区域进行均匀照射，同时通过角度改变可以完成多种照明效果。

比如安装为斜向照射，以漫反射光进行拍摄、辨别，从而避免产生引起光晕的镜面反射光。

此外，还可将CCD 与照明呈相同角度倾斜，以获取镜面反射光，从而突显出刻印等的边缘成分。

碗形光源常见的LED光源，可以实现照明效果是均匀的无影光。

同轴光源常见的LED光源，其突出特点是具备高对比度，在检测镜面、光泽面或希望以光泽差异进行辨别时非常有效。

低角度光源和同轴光源的平行照射的理念正好相反，通过从小角度或几乎平行的角度照射LED，可仅突出边缘，轮廓或者表面的缺陷划伤。

点光源最大特点是节省空间，同时可以实现小范围高亮度照明。

多角度光源更加柔和的照明，以及放在不同高度可以实现不同的效果。

背光光源以上介绍的所有通用照明的相同点是：光源位于相机和工件之间，使用正面打光，通过获取工件表面的反光而获得工件的表面信息。

以上介绍的即为常用的LED光源标准品类型。

当然对于特殊的应用，也有很多种尺寸和形状的定制光源，有配合线扫描相机的线性光源，配合2.5D相机的多方向发光光源，配合贴片检测的多色AOI光源等等。

上海嘉肯光电科技有限公司是一家专业从事机器视觉光源的研发、生产和销售为一体的高新技术企业。

以工业检测、机器视觉、图像处理、科学研究等领域为主要研发及经营方向。

此外，公司还代理工业镜头、工业相机、图像采集卡、图像处理软件和各类视觉附件。

上海嘉肯光电科技有限公司将坚持“用心，创造未来”的企业经营理念，并持续不断地把最优秀、性价比最高的视觉产品提供给广大用户，以不断满足客户日益增长的要求。

机器视觉--镜头

机器视觉--镜头远⼼镜头和相机的匹配选择原则：镜头靶⾯的规格⼤于或等于相机的靶⾯。

镜头分类(1)按外形功能分类可分为球⾯镜头、⾮球⾯镜头、针孔镜头、鱼眼镜头等。

(2) 按尺⼨⼤⼩分类可分为1英⼨、1/2英⼨、1/3英⼨、1/4英⼨等。

摄像头镜头规格应视摄像头的CCD尺⼨⽽定，两者应相对应，即摄像头的CCD靶⾯⼤⼩为1/2英⼨时，镜头应选1/2英⼨。

摄像头的CCD 靶⾯⼤⼩为1/3英⼨时，镜头应选1/3英⼨。

摄像头的CCD靶⾯⼤⼩为1/4英⼨时，镜头应选1/4英⼨。

如果镜头尺⼨与摄像头CCD靶⾯尺⼨不⼀致时，观察⾓度将不符合设计要求，或者发⽣画⾯在焦点以外等问题。

(3) 按镜头光圈分类可分为⼿动光圈（manual iris）和⾃动光圈（auto iris），配合摄像头使⽤，⼿动光圈镜头适合于亮度不变的应⽤场合，⾃动光圈镜头因亮度变更时其光圈亦作⾃动调整，故适⽤亮度变化的场合。

(4)按变焦类型分类根据焦距能否调节，可分为定焦距镜头和变焦距镜头两⼤类。

依据焦距的长短，定焦距镜头⼜可分为鱼眼镜头、短焦镜头、标准镜头、长焦镜头四⼤类。

需要注意的是焦距的长短划分并不是以焦距的绝对值为⾸要标准，⽽是以像⾓的⼤⼩为主要区分依据，所以当靶⾯的⼤⼩不等时，其标准镜头的焦距⼤⼩也不同。

变焦镜头上都有变焦环，调节该环可以使镜头的焦距值在预定范围内灵活改变。

变焦距镜头最长焦距值和最短焦距值的⽐值称为该镜头的变焦倍率。

变焦镜头有可分为⼿动变焦和电动变焦两⼤类。

变焦镜头由于具有可连续改变焦距值的特点，在需要经常改变摄影视场的情况下⾮常⽅便使⽤，所以在摄影领域应⽤⾮常⼴泛。

但由于变焦距镜头的透镜⽚数多、结构复杂，所以最⼤相对孔径不能做得太⼤，致使图像亮度较低、图像质量变差，同时在设计中也很难针对各种焦距、各种调焦距离做像差校正，所以其成像质量⽆法和同档次的定焦距镜头相⽐。

变焦距镜头定焦距镜头⼿动变焦电动变焦鱼眼镜头短焦镜头标准镜头长焦镜头实际中常⽤的镜头的焦距是从4毫⽶到300毫⽶的范围内有很多的等级，如何选择合适焦距的镜头是在机器视觉系统设计时要考虑的⼀个主要问题。

浅析机器视觉光源的选择分类

浅析机器视觉光源的选择分类众所周知，机器视觉系统的核心是图像的采集和处理，图像本身的质量对整个系统的影响极为关键。

那么机器视觉是怎么选择光源的？下面是一些选择分类，大家可以参考一下。

照明光源则是决定机器视觉系统图像质量的最重要因素，通过选择合适的光源，可以使图像中的目标特征与背景信息得到最佳分离，从而大大降低图像处理的难度，提高系统的稳定性和可靠性。

在机器视觉系统中，光源的作用主要体现在：1、突出测量特征，简化图像处理算法;2、克服环境光的干扰，提高图像信噪比;3、提高视觉系统的定位、测量、识别精度，以及系统的运行速度;4、降低系统设计的复杂度;为何要选用LED光源在机器视觉系统中，较为常见的照明光源一般有LED光源、卤素灯和高频荧光灯。

目前，LED光源最为常用，且已在机器视觉光源领域占据主导地位，已成为机器视觉系统的首选光源。

机器视觉LED光源主要具备以下几大优点：1、结果设计灵活：在机器视觉系统中，对于同一检测对象采用结构或形状各异的光源时，所得到的图像效果千差万别。

其根本原因在于，对于不同的检测对象，要突显其被测特征，就会对光源的结构形状、发光角度、照度大小等产生特定的要求。

对于这一点，卤素灯和荧光灯难以随要求而定制，而LED光源由一颗颗LED颗粒组合设计而成，其单个颗粒体积小，为各种复杂的光源设计提供了可能，在照明结构，照射范围、照射角度、照度大小、亮度控制等方面具有更大的结构设计自由度，可满足不同检测对象的实际需要。

2、多色选择对于具有不同光学属性和表面纹理的被测对象而言，选用不同颜色的光源，采集到的图像也会不同。

在机器视觉系统中，光源颜色的选择对于成像效果和质量的影响至关重要。

目前，LED具备了多种颜色可供选择：从远红外、可见光、到紫外，有十几种波段(颜色)的LED以供使用，白色光线LED的色温也从3000k-8000k可选。

这一特点是其它类型光源所不具备的。

3、响应速度快单个LED颗粒的响应时间为纳秒级，考虑LED光源的容性和感性，其响应速度一般也在1 0微秒以内。

机器视觉光源的种类、特点、性能及其选择

机器视觉光源的种类、特点、性能及其选择第一篇：机器视觉光源的种类、特点、性能及其选择1.机器视觉光源的种类光源是影响机器视觉系统输入的重要因素，因为它直接影响输入数据的质量和至少３０％的应用效果。

由于没有通用的机器视觉照明设备，所以针对每个特定的应用实例，要选择相应的照明装置，以达到最佳效果。

许多工业用的机器视觉系统用可见光作为光源，这主要是因为可见光容易获得，价格低，并且便于操作。

常用的几种可见光源是白帜灯、日光灯、水银灯和钠光灯。

但是，这些光源的一个最大缺点是光能不能保持稳定。

以日光灯为例，在使用的第一个１００小时内，光能将下降１５％，随着使用时间的增加，光能将不断下降。

因此，如何使光能在一定的程度上保持稳定，是实用化过程中急需要解决的问题。

另一个方面，环境光将改变这些光源照射到物体上的总光能，使输出的图像数据存在噪声，一般采用加防护屏的方法，减少环境光的影响。

由于存在上述问题，在现今的工业应用中，对于某些要求高的检测任务，常采用ｘ射线、超声波等不可见光作为光源。

但是在一般的应用中，LED机器视觉光源逐渐成为主角。

2.LED机器视觉光源特点LED光源有以下几个特点：1、使用寿命长，一万到三万小时左右。

2、LED光源是由很多个LED颗粒摆列组成，可以组成不同形状不同角度的光源。

3、LED颗粒有不同的颜色不同的波长，用户可以根据检测对象的特征选用不同波长的光源，以突出检测特征从而达到理想的效果。

4、稳定性好。

LED光源相对其他光源来说，稳定性大大增强，更加有利于为系统提供高品质的图像。

3.LED光源的照明方式由光源构成的照明系统按其照射方法可分为：背向照明、前向照明、结构光和频闪光照明等。

其中，背向照明是被测物放在光源和相机之间，它的优点是能获得高对比度的图像，LED面光源和平行光源是这样使用的，常用来突出产品的轮廓，比如工件的尺寸测量就是使用这种方法。

前向照明是光源和相机位于被测物的同侧，这种方式便于安装，比如条形光源，同轴光源，环形光源，圆顶光源，线光源等都是使用这样的用法，这是最常用的照明方式。

机器视觉光学镜头的简介及分类

机器视觉光学镜头的简介及分类
镜头对于机器视觉系统来说具有非常重要的作用，其功能就是光学成像，对成像质量的几个最主要指标都有影响，包括：分辨率、对比度、景深及各种像差。

由此可见，镜头的选择对成像质量有着关键性的作用。

现在，西安易菲特视觉系统为大家简单的介绍下机器视觉光学镜头的分类：
根据焦距能否调节，可分为定焦距镜头和变焦距镜头两大类。

依据焦距的长短，定焦距镜头又可分为鱼眼镜头、短焦镜头、标准镜头、长焦镜头、超长焦五大类。

而变焦镜头又可分为手动变焦和电动变焦两大类。

根据有效像场的大小划分，分为最大像场和清晰像场。

照相机或摄影机的靶面一般都位于清晰像场之内，这一限定范围称为有效像场。

根据用途的特殊性划分，分为显微镜头、微距镜头、远心镜头、紫外镜头和红外镜头。

显微镜头一般是成像比例大于10:1的拍摄系统所用，微距镜头一般是成像比例为2:1～1:4的范围内的特殊设计的镜头，远心镜头主要是为纠正传统镜头的视差而特殊设计的镜头，紫外镜头和红外镜头是专门针对紫外线和红外线进行设计的镜头。

而根据镜头接口类型划分，工业摄像机常用的镜头包括C接口、CS接口、F接口、V 接口、T2接口、徕卡接口、M42接口、M50接口等。

以上就是机器视觉光学镜头的简介和分类，很多人都不太注意镜头的选择，从而导致一系列问题的出现，希望大家能够重视光学镜头的选择。

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机器视觉光源的作用及分类

机器视觉光源的作用及分类一、引言机器视觉技术是近年来发展迅速的一种智能化技术，而光源则是机器视觉中不可或缺的重要组成部分。

本文将详细介绍机器视觉光源的作用及分类。

二、机器视觉光源的作用1. 提供合适的照明条件机器视觉需要适当的照明条件才能够获取高质量的图像数据。

光源可以提供足够亮度和均匀性，使得图像中物体表面反射出来的光线足够强，从而使得图像清晰、鲜明。

2. 提高图像对比度在不同物体表面颜色和材质相同的情况下，由于反射率不同，会导致图像中出现灰度差异较小的问题。

而通过改变光源波长和亮度等参数，可以提高物体表面反射率差异，从而提高图像对比度。

3. 减少环境干扰在实际应用场景中，环境因素如日光、灯光等会对图像采集产生干扰。

机器视觉光源可以通过选择合适波长、强度和方向等参数来减少环境干扰，提高图像质量。

4. 适应不同应用场景不同的应用场景需要不同的光源，例如在检测物体表面缺陷时需要使用红外光源，而在检测电子元器件时则需要使用紫外光源。

机器视觉光源可以根据实际需求进行选择和调整，以满足不同场景下的需求。

三、机器视觉光源的分类1. 白光源白光源是最常用的一种机器视觉光源，可以提供均匀、稳定、高亮度的照明条件。

白光源通常有冷白和暖白两种类型，在不同应用场景下选择合适类型的白光源可以得到更好的效果。

2. 红外光源红外光具有穿透性强、反射率低等特点，在检测物体表面缺陷、薄膜厚度等方面有广泛应用。

红外光通常分为近红外和远红外两种类型，其中近红外波长范围为700nm-1100nm，远红外波长范围为1100nm-3000nm。

3. 紫外光源紫外光具有较短波长、高能量等特点，在检测电子元器件、荧光物质等方面有广泛应用。

紫外光通常分为近紫外和远紫外两种类型，其中近紫外波长范围为200nm-400nm，远紫外波长范围为400nm-3000nm。

4. 激光光源激光光源具有高亮度、高单色性、高直线度等特点，在精密测量、三维成像等方面有广泛应用。

机器视觉系统基本原理照明光源镜头工业摄像机图像采集处理

3. 镜头－有关镜头的基本概念
3. 镜头－有关镜头的基本概念
3. 镜头－常见光学镜头的种类
按光学放大倍率及焦距划分显微镜：体视显微镜、生物显微镜、金相显微镜、测量显微镜常规镜头：
鱼眼镜头：6-16mm 超广角：17-21mm 广角：24-35mm 标头：45-75mm 长焦：150-300mm 超长焦：300mm以上特殊镜头：微距镜头远距镜头远心镜头红外镜头紫外镜头
失真（Distortion
3. 镜头
机器视觉系统的基本光学参数：视场角工作距离分辨率景深
3. 镜头－镜头的理想模型
薄透镜模型，薄透镜是指透镜没有厚度，当然这种透镜是不存在的，而且我们一般用的镜头都是多组镜片组合在一起的。我们通常使用中会忽略厚度对透镜的影响，在去除透镜参数中的厚度后，可简化许多光学计算公式。
4. 工业摄像机
CMOS摄像机存在成像质量差、像敏单元尺寸小、填充率低等问题，1989年后出现了“有源像敏单元”结构，不仅有光敏元件和像敏单元的寻址开关，而且还有信号放大和处理等电路，提高了光电灵敏度、减小了噪声，扩大了动态范围，使得一些参数与CCD摄像机相近，而在功能、功耗、尺寸和价格方面要优于CCD，逐步得到广泛的应用。
2. 照明光源
三原色学说：该学说认为在视网膜上分布有三种不同的视锥细胞，分别含有对红 (700nm)、绿(546.1nm)、蓝(435.8nm) 三种光敏感的视色素；当某一定波长的光线作用于视网膜时，以一定的比例使三种视锥细胞分别产生不同程度的兴奋，这样的信息传至中枢，就产生某一种颜色的感觉。
2. 照明光源
简单视功能原理：人眼视网膜里存在着大量光敏细胞，按其形状可分为杆状和锥状两种。杆状光敏细胞的灵敏度极高，主要靠它在低照度时辨别明暗，但它对彩色是不敏感的；而锥状细胞既可辨别明暗，也可辨别彩色。白天的视觉过程主要靠锥状细胞来完成，夜晚视觉则由杆状细胞起作用。所以在较暗处无法辨别彩色。

机器视觉系统之光源的分类

机器视觉系统之光源的分类
光源
机器视觉系统主要由三部分组成：图像的获取、图像的处理和分析、输出或显示。

而图像的获取是机器视觉的核心，图像的获取系统则是由光源、镜头、相机三部分组成。

光源的选取与打光合理与否可直接影响至少30%的成像质量。

所以光源是机器视觉系统中非常重要的一部分。

作用
通过适当的光源照明设计，使图像中的目标信息与背景信息得到最佳分离，可以大大降低图像处理算法分割、识别的难度，同时提高系统的定位、测量精度，使系统的可靠性和综合性能得到提高。

反之，如果光源设计不当，会导致在图像处理算法设计和成像系统设计中事倍功半。

因此，光源及光学系统设计的成败是决定系统成败的首要因素。

照亮目标，提高目标亮度；
突出测量特征，简化图像处理算法；
克服环境光的干扰，保证图像的稳定性，提高图像信噪比；
提高视觉系统的定位、测量、识别精度，以及系统的运行速度；
降低系统设计的复杂度，形成最有利于图像处理的成像效果；
分类
1、环形光源
环形光源提供不同照射角度、不同颜色组合，更能突出物体的三维信息；高密度LED阵列，高亮度；多种紧凑设计，节省安装空间；解决对角照射阴影问题；可选配漫射板导光，光线均匀扩散。

应用领域:PCB基板检测，IC元件检测，显微镜照明，液晶校正，塑胶容器检测，集成电路印字检查
2、背光源
用高密度LED阵列面提供高强度背光照明，能突出物体的外形轮廓特征，尤其适合作为显微镜的载物台。

红白两用背光源、红蓝多用背光源，能调配出不同颜色，满足不同被测。

机器视觉系统————工业镜头

工业镜头收藏工业镜头光学镜头一般称为摄像镜头或摄影镜头，简称镜头，其功能就是光学成像。

镜头是机器视觉系统中的重要组件，对成像质量有着关键性的作用，它对成像质量的几个最主要指标都有影响，包括：分辨率、对比度、景深及各种像差。

镜头不仅种类繁多，而且质量差异也非常大，但一般用户在进行系统设计时往往对镜头的选择重视不够，导致不能得到理想的图像，甚至导致系统开发失败。

一、镜头基本概念1、视野(FOV)图像采集设备所能够覆盖的范围，它可以是在监视器上可以见到的范围，也可以使设备所输出的数字图像所能覆盖的最大范围。

2、最大/最小工作距离（Work Distance）从物镜到被检测物体的距离的范围，小于最小工作距离大于最大工作距离系统均不能正确成像。

3、景深（Depth Of Field）在某个调焦位置上，景深内的物体都可以清晰成像。

4、畸变几何畸变指的是由于镜头方面的原因导致的图像范围内不同位置上的放大率存在的差异。

几何畸变主要包括径向畸变和切向畸变。

如枕形或桶形失真。

5、镜头接口(1)C-MOUNT镜头的标准接口之一，镜头的接口螺纹参数：公称直径：1“螺距：32牙(2)CS－Mount是C－Mount的一个变种，区别仅仅在于镜头定位面到图像传感器光敏面的距离的不同，C－Mount 是17。

5mm，CS－Mount是12。

5mm。

(3)C/CS能够匹配的最大的图像传感器的尺寸不超过1“。

6、成像面可以在镜头的像面上清晰成像的物方平面7、光圈与F值光圈是一个用来控制镜头通光量装置，它通常是在镜头内。

表达光圈大小我们是用F值，如f1。

4，f2，f2。

8 etc。

8、焦距焦距是像方主面到像方焦点的距离。

如16mm，25mm9、分辨率测量系统能够重现的最小的细节的尺寸常常用每毫米线对来表示，也就是根据这个镜头能够分辨一毫米内多少对直线。

选择镜头的时候必须注意厂商给出的分辨率的定义方式。

10、qlp/mm (line pair per mm)lp/mm是表征分辨率的最简单的指标，但不是最佳指标，最佳的指标是镜头的调制传递函数MTF。

机器视觉系统之镜头篇

工业相机镜头的选择
要点一
总结词
在选择工业相机镜头时，需要考虑镜头的接口类型、分辨率、光圈、焦距等因素。
要点二
详细描述
根据实际应用场景的不同，需要选择不同类型的工业相机镜头。例如，如果需要拍摄较大面积的目标，可以选择视场角较大的镜头；如果需要高精度的测量和识别，可以选择高分辨率的镜头。此外，还需要考虑镜头的接口类型、光圈、焦距等因素。在选择工业相机镜头时需要综合考虑实际应用场景、拍摄目标类型以及相机性能等因素。
分辨率与畸变
总结词
分辨率越高，能够分辨的细节越丰富；畸变越严重，图像越失真。
详细描述
镜头的分辨率是指其能分辨的细节程度，一般用像素数表示。高分辨率的镜头可以捕捉到更多的细节信息，适合用于高精度的视觉应用。但是，当分辨率超过一定限度时，人眼对细节的分辨能力将达到极限，无法再分辨出更多细节。另外，一些镜头存在畸变现象，使得图像产生失真或变形。一般来说，广角镜头比长焦镜头更容易出现畸变。
主要性能参数
焦距
定义镜头视角大小的重要参数，焦距越长，视角越窄。
分辨率
镜头的成像质量指标，通常以最大分辨率为佳。
光圈
控制进入镜头的光量，光圈越大，进入的光线越多。
成像面尺寸
表示镜头能够捕捉到的图像范围大小。
工作距离（WD）
镜头与目标物体之间的距离，根据应用需求来确定。
镜头在机器视觉系统中的作用
详细描述
远心镜头的光学设计与其他镜头不同，其物方主光线与镜头的光轴平行，因此可以在拍摄较大视场角的同时保持较深的景深。远心镜头适用于一些需要大景深和高精度测量场景，如半导体缺陷检测、PCB板对位等。
显微镜头
总结词

机器视觉镜头选用原则、光源、相机解析

基本参数镜头的主要参数有焦距、分辨率、工作距离、景深、视野范围、畸变量等。

分辨率：指在像面处镜头在单位毫米内能够分辨的黑白相间的条纹对数，受镜头结构、材质、加工精度等因素的影响。

下图的分辨率为1/2d，其中，d为线宽。

分辨率的单位为lp/mm（线对/毫米）。

镜头和相机的分辨率影响最终成像的质量。

工作距离：一般指镜头前端到被测物体的距离，小于最小工作距离、大于最大工作距离的系统一般不能清晰成像。

景深：以镜头最佳聚焦时的工作距离为中心，前后存在一个范围，在此范围内镜头都可以清晰成像。

景深受焦距和光圈的影响：镜头的焦距越短，景深的范围就越大，光圈越小，景深就越大视野范围：图像采集设备所能够覆盖的范围，即和靶面上的图像所对应的物平面的尺寸。

焦距：镜头焦距与凸透镜的焦距概念略有不同，因为镜头是多个凸透镜组合而成的。

焦距是从镜头的中心点到胶平面上所形成的清晰影像之间的距离。

根据焦距能否调节，可分为定焦镜头和变焦镜头两大类。

畸变量：因凸透镜的固有特性造成的成像失真，无法完全消除。

畸变像差只影响成像的几何形状，而不影响成像的清晰度。

选用原则在机器视觉系统中，镜头的主要作用是将成像目标在图像传感器的光敏面上。

镜头的质量直影响到机器视觉系统的整体性能，合理地选择和安装镜头，是机器视觉系统设计的重要环节。

第一步选择合适的镜头接口常用的镜头接口类型有C口、CS口、F口等，在选用镜头时要首先确定镜头的接口类型。

第二步确定焦距焦距是相机最主要的参数之一，一般先考虑焦距是否能够满足需求。

根据系统的整体尺寸和工作距离，结合靶面尺寸和待测范围的比值可以计算出镜头的焦距。

第三步确定靶面尺寸镜头的靶面尺寸要大于相机的靶面尺寸，否则进光量可能会导致图像信息的缺损。

第四步根据项目需求，综合考虑分辨率、畸变、景深等参数，根据光照环境确定光圈。

机器视觉硬件中的光源光源选用1.形状自由度高，可以组合成各种形状、尺寸，能够自由调整照射角度，可以根据客户需要定制；2.可以根据需要制成各种颜色，并可以随时调整亮度；3.光源散热性好，光亮度稳定，使用寿命长，可连续使用约数万小时；4.反应快捷，可在极短时间内达到最大亮度；5.运行成本低，性价比较高。

机器视觉光源概述、对光源的要求

机器视觉光源概述、对光源的要求一、机器视觉光源概述、对光源的要求机器视觉是一项综合技术，包括图像处理、机械工程技术、控制、电光源照明、光学成像、传感器、模拟与数字视频技术、计算机软硬件技术(图像增强和分析算法、图像卡、IO卡等)。

一个典型的机器视觉应用系统包括图像捕捉、光源系统、图像数字化模块、数字图像处理模块、智能判断决策模块和机械控制执行模块。

一个典型的工业机器视觉系统包括:光源、镜头（定焦镜头)、变倍镜头、远心镜头、显微镜头)、相机(包括CCD相机和COMS相机)、图像处理单元(或图像捕获卡）、图像处理软件、监视器、通讯Ⅰ输入输出单元等。

二、为什么要使用光源?目的:将被测物体与背景分离，获取高质量、高对比度的图像，好的光源可以很大程度上减少无关的背景信息，突出被测物体的特征。

重要性:直接影响处理精度和速度，甚至机器视觉系统的成败，优秀的打光工程能够降低算法开发的难度。

三、机器视觉对光源的要求(1)对比度:给被检测物体打光的根本目的就是提高缺陷与背景的对比度，将缺陷凸显出来，便于机器视觉算法进一步处理。

它是光源选择的最重要参考之一。

(2)均匀性;不均匀的照明会给后期的图像处理带来诸多不便，甚至会使得采集的图像变得没有处理的价值。

例如光滑的零件会产生镜面反射，因此会在其表面产生耀眼的光斑，如果缺陷刚好被光斑覆盖，就会出现漏检或者误检的情况。

(3)亮度:亮度太大的话，缺陷可能会被淹没，亮度太小，缺陷的对比度可能也会不明显，打光也就失去了原有的意义，所以要合理选择光源的亮度。

(4)稳定性:是指光源在一个时间范围之内稳定的发光。

(5)成本与寿命:价格很高的不一定是最合适的，也不一定承受的起。

光源的使用寿命越长越好，一来可以减少开支，二来可以减少更换光源带来的系统调整。

四、光学基础光：可见光的色散谱根据波长依次为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。

对应的波长（频率)在下表列出。

绿光波长为500-560nm，黄色波长为580-595nm。

机器视觉镜头介绍

机器视觉镜头介绍镜头的基本功能就是实现光束变换（调制），在机器视觉系统中，镜头的主要作用是将目标成像在图像传感器的光敏面上。

镜头的质量直接影响到机器视觉系统的整体性能，合理地选择和安装镜头，是机器视觉系统设计的重要环节。

一、镜头的基本构成常见的以成像为目的的镜头，可以分为透镜组合光阑两部分。

1.透镜单个透镜是进行光束变换的基本单元。

常见的有凸透镜和凹透镜两种，凸透镜对光线具有会聚作用，也称为会聚透镜或正透镜；凹透镜对光线具有发散作用，也称为发散透镜或负透镜。

镜头设计中常常将这两类镜头结合使用，校正各种像差和失真，以达到满意的成像效果。

2.光阑光阑的作用就是约束进入镜头的光束部分。

使有益的光束进入镜头成像，而有害的光束不能进入镜头。

根据光阑设置的目的不同，光阑又进一步细分为以下几种：孔径光阑：它决定了进入镜头的成像光束的多寡（口径）。

从而决定了镜头成像面的亮度，是镜头的关键部件之一。

通常讲的“调节光圈”，就是调节孔径光阑的口径，从而改变成像面的亮度。

视场光阑：它限制、约束着镜头的成像范围。

镜头的成像范围可能受一系列物理的边框、边界约束，因此实际镜头大多存在多个视场光阑。

例如，每个单透镜的边框都能限制斜入射的光束，因此它们都可以算作视场光阑；CCD、CMOS或者其它感光器件的物理边界也限制了有效成像的范围，因此这些边界也是视场光阑。

消杂光光阑：为限制杂散光到达像面而设置的光阑。

镜头成像的过程中，除了正常的成像光束能到达像面外，仍有一部分非成像光束也到达像面，它们被统称为杂散光。

杂散光对成像来说是非常有害的，相对于成像光束它们就是干扰、噪声，它们的存在降低了成像面的对比度，降低了系统的传函。

为了减少杂散光的影响，可以在设计过程中设置光阑来吸收阻挡杂散光到达像面，为此目的而引入的光阑都称为消杂光光阑。

一般地可以这样理解，透镜和光阑都是镜头的重要光学功能单元，透镜侧重于光束的变换（例如实现一定的组合焦距、减少像差等），光阑侧重于光束的取舍约束。