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鏡頭是機器視覺(jué)系統中的重要組件，對成像質(zhì)量有著(zhù)關(guān)鍵性作用，它對成像質(zhì)量的幾個(gè)最重要指標都有影響，包括：分辨率、對比度、景深及各種像差。鏡頭不僅種類(lèi)繁多，而且質(zhì)量差異也非常大，但一般用戶(hù)在進(jìn)行系統設計時(shí)往往對鏡頭的選擇不夠重視，導致不能得到理想的圖像，甚至導致系統開(kāi)發(fā)失敗。所以在選購鏡頭前先了解一些基礎知識是非常必要的。

工業(yè)相機

鏡頭將三維被測物體和它周?chē)沫h(huán)境光學(xué)成像并投影在攝像頭的二維圖像傳感器平面上。一般這個(gè)平面是長(cháng)寬比為4:3的矩形，我們稱(chēng)這個(gè)矩形為成像面。

和成像面中的圖像對應的物體平面被稱(chēng)作視野。

從被測物體到鏡頭的距離稱(chēng)為工作距離。以鏡頭最佳聚焦時(shí)的WD為中心，前后存在一個(gè)范圍。

在此范圍內鏡頭能在像平面上獲得清晰的圖像，這個(gè)范圍被稱(chēng)為景深。

工業(yè)相機

物鏡的焦距f：物鏡的焦距決定了物體在成像面上成像的大小，用不同焦距的物鏡對同一位置物體成像時(shí)，焦距越長(cháng)，所得的像也越大。

相對孔徑：鏡頭光圈的大小用相對孔徑F=D/f來(lái)表示，其中D為鏡頭中光線(xiàn)能通過(guò)的圓孔直徑，f為焦距。D越大能收集和通過(guò)的光線(xiàn)越多，同時(shí)，焦距越短，這些光線(xiàn)到達成像面的密度越高。

物鏡的視場(chǎng)角2ω：決定了在成像面上良好成像的空間范圍。當焦距f一定時(shí)，視場(chǎng)角越大，成像也越大；同時(shí)，當成像面的尺寸一定時(shí)，焦距越長(cháng)，視場(chǎng)角越小。

工業(yè)相機

按鏡頭接口分類(lèi)：

CCTV（C-MOUNT）、35mm攝像鏡頭

按等效焦距分類(lèi)：

廣角鏡頭、長(cháng)焦距鏡頭、中焦距鏡頭、遠心鏡頭、微距鏡頭。

按功能分類(lèi)：

變焦距鏡頭（變倍鏡頭）、可變光圈鏡頭。

應用案例

兩種典型相機產(chǎn)品鏡頭選擇案例：

X_Ray專(zhuān)用千兆網(wǎng)相機采用百萬(wàn)像素CCD傳感器，適用于對圖像清晰度要求較高的醫療行業(yè)。由于投射于圖像傳感器的光學(xué)圖像質(zhì)量，直接影響到整體圖像的質(zhì)量，如需完全清晰的捕捉百萬(wàn)像素攝像機所呈現的高清晰度，必須適配高品質(zhì)的百萬(wàn)像素鏡頭。百萬(wàn)像素鏡頭可使光學(xué)圖像呈現更高的對比度、亮度和銳度，可以清晰的捕捉圖像細節，無(wú)論中心還是邊緣，都可以清晰呈現。

印刷檢測系統中使用的面陣相機鏡頭在選擇過(guò)程中，需要綜合考慮物距、光照條件等因素來(lái)選擇合適的焦距，以適應現場(chǎng)復雜的使用條件。同時(shí)為了使其在測量過(guò)程中具有足夠的分辨率，所以采用電動(dòng)三可變鏡頭，此鏡頭焦點(diǎn)、聚焦、光圈三個(gè)參數均可通過(guò)電動(dòng)馬達驅動(dòng)變化，有效的保證了輸出圖片的清晰度。