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机器视觉的“眼睛” 光学镜头概述及分类!
The author:SIPO  Time:2018-07-04  Read: 24


光学镜头一般称为摄像镜头或拍照镜头,简称镜头,其功用就是光学成像。镜头是机器视觉体系中的重要组件,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目标都有影响,包含:分辨率、对比度、景深及各种像差。
镜头不只品种繁多,并且质量差异也十分大,但一般用户在进行体系规划时往往对镜头的选择重视不够,导致不能得到抱负的图画,乃至导致体系开发失利。本文的意图是经过对各种常见镜头的分类及主要参数介绍,总结各种因素之间的相互关系,使读者把握机器视觉体系中镜头的选用技巧。


依据有用像场的巨细区别

把拍照镜头装置在一很大的伸缩暗箱前端,并在该暗箱后端装置一块很大的磨砂玻璃。当将镜头光圈开至最大,并对准无限远景象调焦时,在磨砂玻璃上呈现出的印象均坐落一圆形面积内,而圆形外则乌黑,无印象。此有印象的圆形面积称为该镜头的最大像场。在这个最大像场规模的中心部位,有一能使无限远处的景象结成明晰印象的区域,这个区域称为明晰像场。照相机或拍照机的靶面一般都坐落明晰像场之内,这一限制规模称为有用像场。因为视觉体系中所用的摄像机的靶面尺度有各种类型,所以在选择镜头时必定要注意镜头的有用像场应该大于或等于摄像机的靶面尺度,不然成像的边角部分会含糊乃至没有印象。

依据焦距分类

依据焦距能否调理,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、规范镜头、长焦镜头四大类。需求注意的是焦距的长短区别并不是以焦距的绝对值为首要规范,而是以像角的巨细为主要区别依据,所以当靶面的巨细不等时,其规范镜头的焦距巨细也不同。变焦镜头上都有变焦环,调理该环能够使镜头的焦距值在预订规模内灵敏改动。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。

变焦镜头因为具有可连续改动焦距值的特色,在需求常常改动拍照视场的状况下十分方便运用,所以在拍照范畴运用十分广泛。但因为变焦距镜头的透镜片数多、结构杂乱,所以最大相对孔径不能做得太大,致使图画亮度较低、图画质量变差,一起在规划中也很难针对各种焦距、各种调焦间隔做像差校对,所以其成像质量无法和同层次的定焦距镜头比较。


机器视觉3.jpg



依据镜头接口类型区别

镜头和摄像机之间的接口有许多不同的类型,工业摄像机常用的包含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。接口类型的不同和镜头性能及质量并无直接关系,仅仅接口方法的不同,一般能够也找到各种常用接口之间的转接口。

特别用处的镜头

显微镜头(Micro),一般是指成像份额大于10:1的拍照体系所用,但因为现在的摄像机的像元尺度现已做到3微米以内,所以一般成像份额大于2:1时也会选用显微镜头。

微距镜头(Macro),一般是指成像份额为2:11:4的规模内的特别规划的镜头。在对图画质量要求不是很高的状况下,一般可采用在镜头和摄像机之间加近摄接圈的方法或在镜头前加近拍镜的方法到达放大成像的作用。

远心镜头(Telecentric),主要是为纠正传统镜头的视差而特别规划的镜头,它能够在必定的物距规模内,使得到的图画放大倍率不会随物距的改变而改变,这对被测物不在同一物面上的状况是十分重要的运用。

紫外镜头(Ultraviolet)和红外镜头(Infrared),一般镜头是针对机器视觉可见光规模内的运用规划的,因为同一光学体系对不同波长的光线折射率的不同,导致同一点宣布的不同波长的光成像时不能集聚成一点,发生色差。常用镜头的消色差规划也是针对可见光规模的,紫外镜头和红外镜头便是专门针对紫外线和红外线进行规划的镜头。

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