1、什么叫工业镜头?

2、工业镜头的作用

概述 在机器视觉系统中,镜头的主要作用就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,合理选择镜头和安装镜头,是机器视觉系统设计的重要环节。
光学镜头的基本原理


主要参数-工作距离与成像尺寸
工作距离(Working Distance):一般指镜头前端到被测物体的距离,小于最小工作距离一般不能清晰成像。核算公式(X/Y*16)
像面尺寸:指它能支持最大清晰成像范围(通常用直径表示)。超过这个范围成像模糊,对比度降低。所以在给工业镜头选配CCD时,可以遵循“大的兼容小的”原则进行。就是工业镜头的像面尺寸大于(或等于)CCD尺寸。

主要参数-焦距与视场角
焦距:指主点到焦点的距离,决定了像与实际物体之间的比例。
视场角:镜头的视场角决定了能够被覆盖拍摄景物的范围,视场角越大,视野就越大。

镜头焦距介绍
定焦距:焦距固定不变,可分为有光圈和无光圈两种。
有光圈:镜头光圈的大小可以调节。根据环境光照的变化,应相应调节光圈的大小。光圈的大小可以通过手动或自动调节。人为手工调节光圈的,称为手动光圈;镜头自带微型电机自动调整光圈的,称为自动光圈。
无光圈:即定光圈,其通光量是固定不变的。
变焦距:焦距可以根据需要进行调整,使被摄物体的图像放大或缩小。
常用的变焦镜头为六倍、十倍变焦。
三可变镜头:可调焦距、调聚焦、调光圈。
二可变镜头:可调焦距、调聚焦、自动光圈。
主要参数-光圈
相对孔径:指镜头的入射光孔直径(D)与焦距(f)之比,即 D/f,主要影响像面的照度;
最大相对孔径:一般标示在镜头上,如1:1.2或f/1.2 ;
光圈系数:相对孔径的倒数称为光圈系数,用F表示,F =f /D。

主要参数-景深
景深(Depth Of Field):当把物镜调焦到某一拍摄对象时,在该对象的前后能在像面上呈清晰像的范围,。


主要参数-分辨率(Resolution)

多数常用镜头分辨率在50lp/mm,相当水平分辨率700个像素,用于对分辨率要求不高的视觉系统,和相当于VGA级以下分辨率的相机相配。
影响分辨率的主要因素:
1,镜头结构、材质、加工精度等。
2,镜头光圈越大,分辨率越高;
3,波长越短分辨率越高;
4,同档次的固定焦距镜头比变焦镜头分辨率高;
5,短焦镜头边缘分辨率比中心低,长焦镜头中心比边缘分辨率低。
主要参数-调制传递函数 (MTF: Modulation Transfer Function)

主要参数-MTF曲线

如何看MTF
1、MTF图像的横坐标:从左至右,代表成像平面圆心到边缘的半径尺寸位置。最左边为零,为镜头中心,最右边是像场半径最边缘,视镜头像场大小而定,尺寸单位是毫米。
2、MTF曲线的纵坐标:从下到上,从零到1,没有单位,代表成像素质接近实物状况的百分比。1就是100%,1是一个理想值,现实中是不能达到的,曲线只能无限接近于1,但永不能等于1。
3、S 曲线与M 曲线越接近越好。

注意事项
1、不要将不同焦距段、不同档次、不同规格(全幅、APS-C画幅)以及定焦和变焦等不同镜头的MTF 图进行比较,因为它们的特性受设计规格、光学特性、像差以及成本、用料的影响很大,不具有可比性。只有同档次、同规格镜头的MTF 图才具有比较意义。
2、不要将不同厂家的镜头MTF 曲线图进行比较,因为各厂家所公布的MTF 曲线图均是在各自的测试环境下测量所得,而测试环境存在差异。
镜头的畸变
短焦距镜头一般表现为桶形失真,
长焦距镜头一般表现为枕形失真。


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