工業(yè)鏡頭

工業(yè)鏡頭一般稱為攝像鏡頭或攝影鏡頭，簡稱鏡頭，其作用就是光學(xué)成像。鏡頭是機(jī)器視覺系統(tǒng)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)量的幾個最主要指標(biāo)都有影響，包括：分辨率、對比度、景深及各種像差。鏡頭不僅種類繁多，而且質(zhì)量差異也非常大，但一般用戶在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計時往往對鏡頭的選擇重視不夠，導(dǎo)致不能得到理想的圖像，甚至導(dǎo)致系統(tǒng)開發(fā)失敗。

工業(yè)鏡頭基本參數(shù)
001、視野(FOV)

00圖像采集設(shè)備所能夠覆蓋的范圍，它可以是在監(jiān)視器上可以見到的范圍，也可以使設(shè)備所輸出的數(shù)字圖像所能覆蓋的最大范圍。

002、最大/最小工作距離(Work Distance)

00從物鏡到被檢測物體的距離的范圍，小于最小工作距離大于最大工作距離系統(tǒng)均不能正確成像。

003、景深(Depth Of Field)

00在某個調(diào)焦位置上，景深內(nèi)的物體都可以清晰成像。

004、畸變

00幾何畸變指的是由于鏡頭方面的原因?qū)е碌膱D像范圍內(nèi)不同位置上的放大率存在的差異。幾何畸變主要包括徑向畸變和切向畸變。如枕形或桶形失真。

005、鏡頭接口

00(1)C-MOUNT鏡頭的標(biāo)準(zhǔn)接口之一，鏡頭的接口螺紋參數(shù)：

00公稱直徑：1

00螺距：32牙

00(2)CS-Mount是C-Mount的一個變種，區(qū)別僅僅在于鏡頭定位面到圖像傳感器光敏面的距離的不同，C-Mount是17。5mm，CS-Mount是12。5mm。

00(3)C/CS能夠匹配的最大的圖像傳感器的尺寸不超過1"。

006、成像面

00可以在鏡頭的像面上清晰成像的物方平面

007、光圈和F值

00光圈是一個用來控制鏡頭通光量裝置，它通常是在鏡頭內(nèi)。表達(dá)光圈大小我們是用F值，如f1。4，f2，f2。8etc。

008、焦距

00焦距是像方主面到像方焦點(diǎn)的距離。如16mm，25mm

工業(yè)鏡頭的視角、焦距
00焦距的大小決定著視場角的大小，焦距數(shù)值小，視場角大，所觀察的范圍也大，但距離遠(yuǎn)的物體分辨不很清楚；焦距數(shù)值大，視場角小，觀察范圍小，只要焦距 選擇合適，即便距離很遠(yuǎn)的物體也可以看得清清楚楚。由于焦距和視場角是一一對應(yīng)的，一個確定的焦距就意味著一個確定的視場角，所以在選擇鏡頭焦距時，應(yīng)該 充分考慮是觀測細(xì)節(jié)重要，還是有一個大的觀測范圍重要，如果要看細(xì)節(jié)，就選擇長焦距鏡頭；如果看近距離大場面，就選擇小焦距的廣角鏡頭。

001．焦距的計算:

00鏡頭的焦距，視場大小及鏡頭到被攝取物體的距離的計算如下:

00f＝wL／W

00f:鏡頭焦距

00w:圖象的寬度(被攝物體在ccd靶面上成象寬度)

00W:被攝物體寬度

00L:被攝物體至鏡頭的距離

00高度可以類比。

002．視場角的計算:

00tg（ ωH/2）＝h/2f = W/L tg（ ωV /2）＝v /2f = H/L

00ωH:水平視場角

00ωV:垂直視場角

00f:鏡頭的焦距

00h:攝像機(jī)靶面的水平寬度

00v:攝像機(jī)靶面的垂直高度

00W:最大可見物體寬度的一半

00H:最大可見物體高度的一半

00L:被攝物體至鏡頭的距離

00垂直視角可以類比。

工業(yè)鏡頭的安裝尺寸和接口
00所有的攝象機(jī)鏡頭均是螺紋口的，CCD攝象機(jī)的鏡頭安裝有兩種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，即C安裝座和CS安裝座。兩者螺紋部分相同，但兩者從鏡頭到感光表面的距離不同。

00C安裝座:從鏡頭安裝基準(zhǔn)面到焦點(diǎn)的距離是17．526mm。

00C S安裝座:特種C安裝，此時應(yīng)將攝象機(jī)前部的墊圈取下再安裝鏡頭。其鏡頭安裝基準(zhǔn)面到焦點(diǎn)的距離是12．5mm。如果要將一個C安裝座鏡頭安裝到一個C S安裝座攝象機(jī)上時，則需要加裝一個5mm厚的接圈。

00鏡頭的尺寸

00以攝象機(jī)鏡頭尺寸分鏡頭可以分為1英寸、2／3英寸、1／2英寸、1／3英寸、1／4英寸、1／5英寸等規(guī)格，下面是一個簡單的芯片尺寸規(guī)格表:

00攝像機(jī)鏡頭規(guī)格應(yīng)視攝象機(jī)的C C D尺寸而定，兩者應(yīng)相對應(yīng)。大概:

00★ 攝像機(jī)的C C D靶面大小為1／2英寸時，鏡頭應(yīng)選1／2英寸。

00★ 攝像機(jī)的C CD靶面大小為1／3英寸時，鏡頭應(yīng)選1／3英寸。

00★ 攝像機(jī)的C C D靶面大小為1／4英寸時，鏡頭應(yīng)選1／4英寸。

00如果鏡頭尺寸比攝像機(jī)C C D靶面尺寸大時，將使圖像視野比鏡頭視野小，即不能很好地利用鏡頭的視野；如果鏡頭尺寸比攝像機(jī)C C D靶面尺寸小時，將發(fā)生“隧道效應(yīng)”，即圖像有圓形的黑框，像在隧道里拍的一樣。

00監(jiān)控相機(jī)一般都比較小，甚至小于1/3英寸；工業(yè)相機(jī)稍微大一些，一般1/2英寸到1英寸不等；傳統(tǒng)的135相機(jī)底片比當(dāng)前的一般感光芯片都 大，36mm×24mm（1.4英寸×0.9英寸），畫面對角線長度為43mm（1.7英寸），即是1.7英寸的，120中幅相機(jī)，其感光面尺寸有三 種:45×60mm、60×60mm和90×60mm，可見畫幅更大。