工業(yè)鏡頭的概念及分類

工業(yè)鏡頭一般稱為攝像鏡頭或拍攝鏡頭，簡稱鏡頭，其功用就是光學(xué)成像。鏡頭是機器視覺體系中的重要組件，對成像質(zhì)量有著關(guān)鍵性的作用，它對成像質(zhì)量的幾個最首要目標都有影響，包含：分辨率、對比度、景深及各種像差。鏡頭不只品種繁復(fù)，并且質(zhì)量差異也十分大，但一般用戶在進行體系規(guī)劃時往往對鏡頭的挑選注重不行，導(dǎo)致不能得到理想的圖畫，乃至導(dǎo)致體系開發(fā)失利。本文的目的是經(jīng)過對各種常見鏡頭的分類及首要參數(shù)介紹，總結(jié)各種因素之間的相互關(guān)系，使讀者把握機器視覺體系中鏡頭的選用技巧。 

依據(jù)有用像場的巨細區(qū)別

把拍攝鏡頭安裝在一很大的彈性暗箱前端，并在該暗箱后端安裝一塊很大的磨砂玻璃。當將鏡頭光圈開至最大，并對準無限遠景象調(diào)焦時，在磨砂玻璃上呈現(xiàn)出的印象均坐落一圓形面積內(nèi)，而圓形外則漆黑，無印象。此有印象的圓形面積稱為該鏡頭的最大像場。在這個最大像場規(guī)模的中心部位，有一能使無限遠處的景象結(jié)成明晰印象的區(qū)域，這個區(qū)域稱為明晰像場。照相機或拍攝機的靶面一般都坐落明晰像場之內(nèi)，這一限制規(guī)模稱為有用像場。因為視覺體系中所用的攝像機的靶面尺度有各種類型，所以在挑選鏡頭時必定要注意鏡頭的有用像場應(yīng)該大于或等于攝像機的靶面尺度，否則成像的邊角部分會模糊乃至沒有印象。 

依據(jù)焦距分類

依據(jù)焦距能否調(diào)節(jié)，可分為定焦距鏡頭和變焦距鏡頭兩大類。依據(jù)焦距的長短，定焦距鏡頭又可分為魚眼鏡頭、短焦鏡頭、規(guī)范鏡頭、長焦鏡頭四大類。需求注意的是焦距的長短區(qū)別并不是以焦距的絕對值為首要規(guī)范，而是以像角的巨細為首要區(qū)別依據(jù)，所以當靶面的巨細不等時，其規(guī)范鏡頭的焦距巨細也不同。變焦鏡頭上都有變焦環(huán)，調(diào)節(jié)該環(huán)能夠使鏡頭的焦距值在預(yù)定規(guī)模內(nèi)靈活改動。變焦距鏡頭最長焦距值和最短焦距值的比值稱為該鏡頭的變焦倍率。變焦鏡頭有可分為手動變焦和電動變焦兩大類。

變焦鏡頭因為具有可接連改動焦距值的特色，在需求常常改動拍攝視場的狀況下十分方便運用，所以在拍攝領(lǐng)域運用十分廣泛。但因為變焦距鏡頭的透鏡片數(shù)多、結(jié)構(gòu)雜亂，所以最大相對孔徑不能做得太大，致使圖畫亮度較低、圖畫質(zhì)量變差，一起在規(guī)劃中也很難針對各種焦距、各種調(diào)焦間隔做像差校對，所以其成像質(zhì)量無法和同層次的定焦距鏡頭相比。 

實踐中常用的鏡頭的焦距是從4毫米到300毫米的規(guī)模內(nèi)有許多的等級，怎么挑選適宜焦距的鏡頭是在機器視覺體系規(guī)劃時要考慮的一個首要問題。光學(xué)鏡頭的成像規(guī)律能夠依據(jù)兩個根本成像公式牛頓公式和高斯公式來推導(dǎo)，關(guān)于機器視覺體系的常見規(guī)劃模型，我們一般是依據(jù)成像的擴大率和物距這兩個條件來挑選適宜焦距的鏡頭的，在此給出一組有用的計算公式：

特別用途的鏡頭

· 顯微鏡頭（Micro），一般是指成像份額大于10:1的拍攝體系所用，但因為現(xiàn)在的攝像機的像元尺度現(xiàn)已做到3微米以內(nèi)，所以一般成像份額大于2:1時也會選用顯微鏡頭。 

· 微距鏡頭（Macro），一般是指成像份額為2:1～1:4的規(guī)模內(nèi)的特別規(guī)劃的鏡頭。在對圖畫質(zhì)量要求不是很高的狀況下，一般可采用在鏡頭和攝像機之間加近攝接圈的方法或在鏡頭前加近拍鏡的方法到達擴大成像的作用。 

· 遠心鏡頭（Telecentric），首要是為糾正傳統(tǒng)鏡頭的視差而特別規(guī)劃的鏡頭，它能夠在必定的物距規(guī)模內(nèi)，使得到的圖畫擴大倍率不會隨物距的改變而改變，這對被測物不在同一物面上的狀況是十分重要的運用。

紫外鏡頭（Ultraviolet）和紅外鏡頭（Infrared），一般鏡頭是針對可見光規(guī)模內(nèi)的運用規(guī)劃的，因為同一光學(xué)體系對不同波長的光線折射率的不同，導(dǎo)致同一點發(fā)出的不同波長的光成像時不能集聚成一點，產(chǎn)生色差。常用鏡頭的消色差規(guī)劃也是針對可見光規(guī)模的，紫外鏡頭和紅外鏡頭便是專門針對紫外線和紅外線進行規(guī)劃的鏡頭