2021第十七屆天津工博會圓滿結束！

天津工博會圓滿結束啦~

光虎視覺亮相Vision China 2021

2021年3月17日光虎視覺亮相Vision China 2021~

【視覺知識】液態(tài)鏡頭技術

液態(tài)鏡頭技術液態(tài)鏡頭是在工業(yè)領域迅速普及的一項新技術，在多種應用中它們比傳統(tǒng)鏡頭具有許多優(yōu)勢。實際上，正是它們的多功能性和靈活性成為成功采用它們的主要動力。但是什么是液態(tài)鏡頭技術？它是如何工作的？它的作用是什么？液態(tài)鏡頭用于卓越的自動對焦對于數字圖片，精確控制焦點是獲得高質量圖像的唯一方法。圖像的主體必須非常清晰，而背景的其余部分則更加模糊。自動對焦功能是拍攝優(yōu)質照片的核心，而液態(tài)鏡頭為自動對焦帶來了全新的功能。液態(tài)鏡頭可用于多種應用，例如：l 數碼攝影l(fā) 工業(yè)數據采集l 條形碼讀?。ㄒ痪S和二維）l 生物特征數據采集本質上，液態(tài)鏡頭可用于物距變化很大，需要快速自動對焦的任何應用。液態(tài)鏡頭如何工作？液態(tài)鏡頭采用電潤濕工藝來實現(xiàn)卓越的自動聚焦功能。透鏡本身是一個內部裝有水和油的密封電池。電潤濕過程可將油滴快速準確地塑造成有效的鏡片。該過程是連續(xù)的，可逆的，并且對于大小聚焦步驟都同樣快速。液態(tài)鏡頭改變其形狀的速度似乎很神奇，但實際上是非?？茖W的。如果將一滴液體放置在疏水表面（排斥液體的表面）上，則液體中的分子將結合在一起并形成珠子，因為它們被表面的疏水性所排斥。當向該液體和疏水性阻擋層另一側的另一種導電材料（如鋁）施加電場時，液體會靜電吸附到鋁上。組成液體的分子在試圖到達鋁時會散開，導致水滴急劇改變形狀。此過程稱為電潤濕，它是液態(tài)鏡頭的重要基礎。施加的電場越強，液體對導電材料的吸引力就越大。這意味著水將盡其所能地越過障礙物傳播到更遠的范圍，從而進一步擴散。通過改變用電量，可以迫使液體采取多種形狀。如果將這種液體用作透鏡，則其變成不同形狀時將具有不同的焦距，從而可以大大改變傳感器拍攝的圖像。為什么要使用液態(tài)鏡頭技術？液態(tài)鏡頭的主要優(yōu)點是其靈活性，可以同時用于多種不同的應用。這在不同尺寸物體的大批量生產環(huán)境中尤其有用。例如，一家制藥公司可能對不同類型的膠囊、藥丸、凝膠片等使用機器視覺檢查。對于傳統(tǒng)的鏡頭，將需要設置多個圖像系統(tǒng)來檢查每種產品，或者一個圖像系統(tǒng)必須焦點深度不斷變化。使用液態(tài)鏡頭，一個圖像系統(tǒng)可以完成多個圖像系統(tǒng)的工作，可以在圖像系統(tǒng)中編程不同的物距，從而無需停止生產來更改焦深或設置多個不同的圖像系統(tǒng)。液態(tài)鏡頭技術在很大程度上得益于其提供的靈活性，在工業(yè)領域已迅速普及。液體透鏡非常適合廣泛的應用，甚至可以提供比許多機械選件更高的圖像質量。【來源：光虎視覺內部培訓資料】

圖像畸變的產生及消除畸變的方法

圖像畸變的產生及消除畸變的方法什么是圖像畸變？畸變作為光學系統(tǒng)中經常提到的一個參數，是限制光學量測準確性的重要因素之一。它是光學系統(tǒng)對物體所成的像相對于物體本身而言的失真程度，只引起像的變形，對像的清晰度并無影響。對于理想光學系統(tǒng)，在一對共軛的物像平面上，放大率是常數。但是對于實際的光學系統(tǒng)，僅當視場較小時具有這一性質，而當視場較大或很大時，像的放大率就要隨視場而異，這樣就會使像相對于物體失去相似性。這種使像變形的成像缺陷稱為畸變?；兌x為實際像高與理想像高差，而在實際應用中經常將其與理想像高之比的百分數來表示畸變，稱為相對畸變，即常見的畸變類型桶形畸變：在桶形畸變中，圖像放大率隨與光軸的距離而減小，體現(xiàn)在圖像呈球體（或桶）周圍映射的效果。魚眼鏡頭具有半球形的視角，它利用這種變形來將無限寬的物平面映射到有限的圖像區(qū)域。在變焦鏡頭中，桶形畸變出現(xiàn)在鏡頭焦距范圍的中間，而在該范圍的廣角端最嚴重。枕形畸變：在枕形畸變中，圖像放大率隨距光軸距離的增加而增加?？梢姷男Ч牵创┻^圖像中心的線像枕形一樣向內彎曲，朝向圖像中心。機器視覺中的圖像畸變圖像畸變帶來的影響光虎視覺認為許多檢測應用需要非常精確的測量，盡管通過亞像素插值的軟件算法可以提供非常精細的測量結果，但是如果創(chuàng)建的圖像有任何變形，它們也無法提供準確或可重復的結果。所以，選擇合適的光學器件是測量系統(tǒng)能否成功的關鍵。幸運的是，運用一些光學原理，可以使用雙遠心鏡頭，該類鏡頭可以克服物體位置的變化、物體上的高度差以及其他可能導致軟件處理不正確的圖像信息的問題。所以合理使用雙遠心鏡頭可以很好的解決圖像的畸變問題。遠心的重要性透視誤差，也稱為視差，是我們日常體驗的一部分。實際上，視差是使得大腦解釋3D世界的原因。距離我們較近的物體看起來相對較大，舉個簡單的例子：想象某人站在一組鐵軌，緊挨著它們的前面，兩根鐵軌相距不遠，看似平行。當朝地平線看去時，這些平行的軌道似乎會聚在一起。我們知道它們實際上并沒有在遠處的某個地方聚集在一起，否則火車會飛離軌道，但是這種感知方式至關重要。在常規(guī)成像系統(tǒng)中也存在該現(xiàn)象，其中物體的感知尺寸（其放大率）隨著其距透鏡的距離而變化。雙遠心鏡頭在光學上可以糾正這種情況，因此在鏡頭所定義的范圍內，無論距離如何，物體都保持相同的感知大小。在鐵軌的示例中，雙遠心鏡頭會使鐵軌看起來相距相同的距離，而不管它們是在鏡頭的前面還是在地平線上。雙遠心鏡頭的優(yōu)勢光虎視覺認為對于許多應用，都需要雙遠心，因為它在一定的工作距離范圍內提供近乎恒定的放大倍率，實際上消除了視角誤差。這意味著對象移動不會影響圖像放大率。在具有雙遠心的光學系統(tǒng)中，物體離近或遠離鏡頭不會導致圖像變大或變小。此外，沿光軸方向具有深度范圍的對象不會出現(xiàn)傾斜。例如，圓柱的軸平行于光軸的圓柱物體在遠心鏡頭的像平面中看起來是圓形的。在非遠心鏡頭中，同一物體看起來頂部是橢圓形的，而不是圓形的，并且側面是可見的。值得一提的是，在具有雙遠心的光學系統(tǒng)中，聚焦或故意散焦的圖像平面運動不會改變圖像大小。雙遠心鏡頭的另一個優(yōu)點是，它可以提供極其均勻的圖像平面照明。雙遠心鏡頭在大多數情況下可以提供當今市場上最低的失真水平（畸變），這大大的提高了它們提供可靠的視覺系統(tǒng)的能力。隨著當今機器視覺系統(tǒng)的需求不斷增長，選擇正確的光學組件比以往任何時候都更加重要。光學系統(tǒng)是調節(jié)圖像以進行分析的關鍵部分，因此不應忽視。每當需要進行關鍵測量時，都需要考慮使用雙遠心鏡頭來產生能夠真正提供所需結果的系統(tǒng)?！緛碓矗汗饣⒁曈X內部培訓資料】

線陣相機和面陣相機的區(qū)別及應用

隨著全球工業(yè)4.0概念的興起和智能制造的發(fā)展，機器視覺技術正快速應用于工業(yè)領域，工業(yè)視覺應用逐步有帶領智能制造的勢頭。眾所周知，視覺應用核心的硬件就是工業(yè)相機，而一般工業(yè)相機按照像元排列方式分為線陣相機和面陣相機，這兩者在功能和應用上具體有什么區(qū)別呢，下面給大家做一個簡單的介紹。了解線陣相機與面陣相機的基本區(qū)別工業(yè)相機按照傳感器的結構特性可分為面陣相機和線陣相機，面陣、線陣相機都有各自的優(yōu)點和缺點，在用途不同的情況下選擇合適的傳感器的結構工業(yè)相機，至關重要。1、類型區(qū)分面陣相機：實現(xiàn)的是像素矩陣拍攝。相機拍攝圖像中，表現(xiàn)圖像細節(jié)不是由像素多少決定的，是由分辨率決定的。分辨率是由選擇的鏡頭焦距決定的，同一種相機，選用不同焦距的鏡頭，分辨率就不同。?像素的多少不決定圖像的分辨率（清晰度），那么大像素相機有何好處呢？答案只有一個：減少拍攝次數，提高測試速度。線陣相機：顧名思義是呈“線”狀的。雖然也是二維圖像，但長。幾K的長度，而寬度卻只有幾個象素的而已。一般上只在兩種情況下使用這種相機：一、被測視野為細長的帶狀，多用于滾筒上檢測的問題。 二、需要大的視野或高的精度。在第二種情況下（需要大的視野或高的精度），就需要用激發(fā)裝置多次激發(fā)相機，進行多次拍照，再將所拍下的多幅“條”形圖象，合并成一張巨大的圖。因此，用線陣型相機，用可以支持線陣型相機的采集卡。?線陣型相機價格貴，而且在大的視野或高的精度檢測情況下，其檢測速度也慢－－一般相機的圖象是?400K～1M，而合并后的圖象有幾個M這么大，速度自然就慢了。慢功出細活嘛。由于以上這兩個原因，線陣相機只用在特殊的情況下。?光虎視覺，主營面陣相機，工業(yè)相機，歡迎您聯(lián)系我們，公司網址：spoilthemsilly.com

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像方遠心、物方遠心、雙遠心鏡頭的區(qū)別

像方遠心、物方遠心、雙遠心鏡頭的區(qū)別 工業(yè)鏡頭是機器視覺系統(tǒng)中十分重要的成像元件，系統(tǒng)若想完全發(fā)揮其作用，工業(yè)鏡頭必須能夠滿足要求才行。隨著機器視覺系統(tǒng)在精密測量領域的廣泛應用，普通工業(yè)鏡頭難以滿足要求，而遠心鏡頭應運而生。 遠心鏡頭主要為矯正傳統(tǒng)工業(yè)鏡頭視差而設計，它可以在一定的物距范圍內，使得到的圖像放大倍率不變，從而彌補普通工業(yè)鏡頭“遠大近小”的視覺效果，滿足精密測量的要求。遠心鏡頭按設計原理可分為：像方遠心光路、物方遠心光路和雙側遠心光路。 --------------光路原理 1）像方遠心光路 像方遠心光路的光路圖下圖。它是將孔徑光闌放置在物方焦平面上，像方主光線平行于光軸主光線的會聚中心位于像方無窮遠。這種鏡頭的特點是放大倍率與像距無關，可以消除像方調焦不準引入的測量誤差。 2）物方遠心光路 物方遠心光路的光路圖如下圖。它是將孔徑光闌放置在光學系統(tǒng)的像方焦平面上，物方主光線平行于光軸主光線的會聚中心位于物方無限遠。這種鏡頭的特點是在合理的活動范圍內，物體的放大倍率與物距無關。即使物距發(fā)生改變，像高也并不會發(fā)生改變，即測得的物體尺寸不會變化。根據這個原理設計出來的鏡頭成為物方遠心鏡頭，簡稱遠心鏡頭。 3）雙側遠心光路 雙側遠心光路就是我們常說的雙遠心光路，光路圖如下圖。它綜合了像方遠心和物方遠心的雙重優(yōu)點，在景深范圍內，物體離得遠近或者相機離得遠近，都不會影響到成像系統(tǒng)的放大倍數，即像不隨物距和相距的變化而變化。根據雙側遠心光路設計出來的鏡頭成為雙遠心鏡頭。 鏡頭原型 正所謂“弱水三千，只取一瓢飲”。在遠心鏡頭選型過程中，需要我們根據實際情況，從百萬只鏡頭中，挑選出最適合我們的那一個。在了解了遠心鏡頭的光路原理之后，讓我們來康康鏡頭參數的含義吧?。?）物方遠心鏡頭 前面提到，物方遠心鏡頭簡稱為遠心鏡頭。遠心鏡頭常用參數包括倍率、工作距離、物方分辨率、景深、數值孔徑NA等。在眾多參數中，可能會讓大家困惑的參數，應該是數值孔徑NA了吧。 遠心鏡頭中提到的數值孔徑NA指像方數值孔徑，數值孔徑NA值越大，鏡頭分辨率和亮度越佳。數值孔徑NA與物方分辨率的對應關系為： 物方分辨率=，λ為測試光波長。一般遠心鏡頭參數中，也會給出鏡頭可匹配的像元大小。如果參數中并沒有給出鏡頭的良配怎么辦呢？不慌，不慌，一個公式解決煩惱：匹配相機像元尺寸=物方分辨率*鏡頭倍率。 （2）雙遠心鏡頭 雙遠心鏡頭常用參數相對于遠心鏡頭來說更容易理解。它包括倍率、物方分辨率、工作距離、景深、遠心度等。在這些參數中，各參數的對應關系與遠心鏡頭的對應關系相一致。需要特別解釋一下的，應該只有遠心度了。它是評價遠心鏡頭和雙遠心鏡頭好壞的重要參數之一。 遠心度是指主光線偏離光軸的角度。角度越小，遠心度越好，鏡頭的倍率誤差越小。在測量過程中的表現(xiàn)為：在景深范圍內，保證不同工作距下，物體的放大率是一樣的。它是彌補普通工業(yè)鏡頭“遠大近小”這一弊端的重要因素。 -------------雙遠心鏡頭優(yōu)勢遠心鏡頭和雙遠心鏡頭常用于精密測量領域。在解釋完他們的光路原理和參數意義后，大家有沒有困惑，遠心鏡頭和雙遠心鏡頭在景深范圍內，工作距離都不會影響成像倍率，且畸變值都很小。那在選型過程中，如何取舍呢？雙遠心鏡頭當然是靠實力取勝啦。 雙遠心鏡頭相對于遠心鏡頭景深更大。當其他參數相同的情況下，雙遠心鏡頭的工作范圍比遠心鏡頭的工作范圍要大，可觀測的范圍更廣。當我們需要觀測的物體高度差比較大時，可以優(yōu)先考慮雙遠心鏡頭。 雙遠心鏡頭相對于遠心鏡頭遠心度也更高。在精密測量的選型過程中，如果對觀測物體精度要求很高時，雙遠心鏡頭會是一個更好的選擇。 >>光虎光電科技（天津）有限公司<< >>公司網址：spoilthemsilly.com<<

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工業(yè)相機基本參數及選型

工業(yè)相機基本參數及選型工業(yè)相機是機器視覺系統(tǒng)中的一個關鍵組件，其基礎功能就是將光信號轉變成為有序的電信號。選擇合適的工業(yè)相機也是機器視覺系統(tǒng)設計中的重要環(huán)節(jié)，工業(yè)相機不僅直接決定所采集到的圖像分辨率、圖像質量等，同時也與整個系統(tǒng)的運行模式直接相關。工業(yè)相機的性能優(yōu)勢 好的工業(yè)相機應具有高精度、高清晰度、色彩還原好、低噪聲等特點，而且通過計算機可以編程控制曝光時間、亮度、增益等參數，另外圖像窗口無級縮放，帶有外觸發(fā)輸入，帶有閃光燈控制輸出等功能。國內知名的工業(yè)相機生產銷售商維視數字圖像（Microvision），結合多年研發(fā)生產經驗及客戶需求，特整理出選擇工業(yè)相機時的注意事項及必看參數，方便一般客戶做出合理選擇。工業(yè)相機的基本參數分辨率 相機每次采集圖像的像素點數，一般對應于光電傳感器靶面排列的像元數，如1920*1080。 像素深度 每位像素數據的位數，常見的是8bit，10bit，12bit。分辨率和像素深度共同決定了圖像的大小。例如對于像素深度為8bit的500萬像素，則整張圖片應該有500萬*8/1024/1024=37M（1024bit=1KB，1024KB=1M）。增加像素深度可以增強測量的精度，但同時也降低了系統(tǒng)的速度，并且提高了系統(tǒng)集成的難度（線纜增加，尺寸變大等）。 幀率/行頻 相機采集和傳輸圖像的速度，對于面陣相機一般為每秒采集的幀數（Frames/Sec），對于線陣相機為每秒采集的行數（HZ）。 曝光的方式和快門速度 工業(yè)線陣相機都是逐行曝光的方式，可以選擇固定行頻和外觸發(fā)同步的方式，曝光時間可以與行周期一致，也可以設定一個固定的時間；面陣相機有幀曝光、場曝光和滾動曝光幾種常見方式，工業(yè)數字相機一般都提供外觸發(fā)采圖的功能，快門速度一般可到10ms，高速相機還會更快。 像元尺寸 像元大小和像元數（分辨率）共同決定了相機靶面的大小。目前工業(yè)數字相機像元尺寸一般位3μm~10μm，一般像元尺寸越小，制造難度越大，圖像質量也越不容易提高。 光虎視覺，主營面陣相機，工業(yè)相機，歡迎您聯(lián)系我們，公司網址：spoilthemsilly.com

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