
為什么需要鏡頭?
鏡頭等同于針孔成像中針孔的作用,所不同的是,一方面鏡頭的透光孔徑比針孔大很多倍,能在平等時間內接收更多的光線,使相機能在很短時間內(毫秒到秒級)取得恰當的曝光;另一方面,鏡頭能夠聚集光束,能夠在相機膠片上發生比針孔成像作用更為清晰的影像。
鏡頭的組成:
機器視覺常用定焦鏡頭,而且都是手動調整光圈,一般不允許主動調整光圈,鏡頭上有調焦和調光圈兩個環,為了避免誤碰動,工業鏡頭的兩個環都有鎖定螺絲。注意調焦環不是用來調整焦距,而是調整像距,保證明晰圖畫落在焦平面上。
工業鏡頭的接口:
物鏡的接口有三種國際標準:F接口、C接口和CS接口。F接口是通用型接口,一般適用于焦距大于25mm的鏡頭,當物鏡的焦距小于25mm時,物鏡的尺寸不大,一般選用C型或CS型接口。
C和CS型接口的差異:
C與CS型接口的差異在于鏡頭與相機接觸面(基準面)至相機焦平面(攝像機CCD光電感應器所在方位)的間隔,即法蘭距不同,C型接口法蘭距為17,562mm,CS型接口法蘭距為12.5mm。
C型接口鏡頭與CS型相機之間添加一個5mm的C/CS轉接環能夠合作運用,CS型接口與C型接口相機無法合作運用。
工業鏡頭的基本參數
視場:Field of View,即FOW,也叫視界規模,指能夠觀測到的物體的可視規模。
作業間隔:Working Distance,指從鏡頭前部到受檢物體外表的間隔,在該間隔下鏡頭能夠明晰成像。
分辯率:Resolution,指鏡頭可明晰分辯被拍照物體細節的能力,在像平面1mm內能夠分辯開的黑白相間的線條對數,分辯率的單位是“線對/毫米”(lp/mm)。一般說的百萬象素級的鏡頭,分辯率為100線對/mm。
景深:Depth of View,在景象空間中,坐落調焦平面前后必定間隔內還能夠清晰成像的縱深間隔,也就是在實踐像平面上取得相對清晰影像的景象精簡深度規模。
焦距:Focal Length,焦距是從鏡頭的中心點到焦平面上所構成的明晰影像之間的間隔,焦距數值小,視角大,所調查到的規模也大,但間隔遠的物體成像不是很清晰,焦距數值大,視角小,調查規模小,但間隔較遠的物體也能夠明晰成像,有定焦和變焦兩種鏡頭型號。相見的工業鏡頭焦距有:5mm、8mm、12mm、25mm、35mm、50mm、75mm等。一般來講,焦距越小,價格越貴。
光圈:Iris,是一個用來操控光線透過鏡頭進入機身內感光面光量的裝置,在拍照高速運動物體時候,因為曝光時間短,需求運用大光圈。光圈巨細一般用F表明,以鏡頭焦距f和通光孔徑直徑D的比值來衡量,當光圈物理孔徑不變時,鏡頭中心與感光器件間隔越遠,F值越大,光圈越??;反之,F值越小,光圈越大。一般經過調整通光孔徑巨細來調理光圈,完好的光圈數值系列如下:F1,F1.4,F2,F2.8,F4,F5.6,F8,F11,F16,F22,F32,F44,F64。
光圈F數值每升高一個等級,意味著通光孔徑的面積即進光量降低一半。
最大兼容CCD尺寸
一切鏡頭都只能在必定的規模內清晰成像,最大兼容CCD尺寸是指鏡頭能支撐的最大清晰成像的規模。在實踐挑選相機和鏡頭時,要留意所挑選的鏡頭的最大兼容CCD尺寸要大于或等于相機芯片的尺寸。
鏡頭畸變
鏡頭在成像時,特別是用短焦距鏡頭拍照大視場,圖畫會發生形變,這種狀況叫做鏡頭的畸變,這是因為鏡頭的光學結構和成像特性導致的,原因是因為視界中局部擴大倍數不一致形成的圖畫歪曲。拍照的視場越大,所用的鏡頭的焦距越短,畸變的程度就越明顯,一般有桶型畸變和枕型畸變兩種,能夠經過圖畫標定減弱這種平面畸變的影響。
鏡頭的挑選
1、視野范圍、光學擴大倍數及希望的作業距離:在挑選鏡頭時,我們會挑選比被測物體視界稍大一點的鏡頭,以有利于運動操控。
2、景深要求:對于對景深有要求的項目,盡可能運用小的光圈;在挑選擴大倍率的鏡頭時,在項目許可下盡可能選用低倍率鏡頭。假如項目要求比較苛刻時,傾向挑選高景深的尖端鏡頭。
3、芯片巨細和相機接口 :例如2/3”鏡頭支撐最大的工業相機耙面為2/3”,它是不能支撐1英寸以上的工業相機。
4、注意與光源的配合,選擇合適的鏡頭。