淺談工業(yè)相機(jī)鏡頭的參數(shù)與選型

在機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)中,工業(yè)相機(jī)鏡頭通常與光源、相機(jī)一起構(gòu)成一個(gè)完整的圖像采集系統(tǒng)，因此工業(yè)相機(jī)鏡頭的選擇受到整個(gè)系統(tǒng)要求的制約。下面成都西旺為您講解工業(yè)相機(jī)鏡頭的參數(shù)與選型：

一、 工業(yè)相機(jī)鏡頭主要參數(shù)：

1.焦距(FocalLength) 焦距是從鏡頭的中心點(diǎn)到膠平面上所形成的清晰影像之間的距離。焦距的大小決定著視角的大小，焦距數(shù)值小，視角大，所觀察的范圍也大;焦距數(shù)值大，視角小，觀察范圍小。根據(jù)焦距能否調(diào)節(jié)，可分為定焦鏡頭和變焦鏡頭兩大類(lèi)。

2.光圈(Iris)用F表示，以鏡頭焦距f和通光孔徑D的比值來(lái)衡量。每個(gè)鏡頭上都標(biāo)有最大F值，例如8mm/F1.4代表最大孔徑為5.7毫米。F值越小，光圈越大，F(xiàn)值越大，光圈越小。

3.對(duì)應(yīng)最大CCD尺寸(SensorSize) 鏡頭成像直徑可覆蓋的最大CCD芯片尺寸。主要有：1/2″、2/3″、1″和1″以上。
4.接口(Mount)鏡頭與相機(jī)的連接方式。常用的包括C、CS、F、V、T2、Leica、M42x1、M75x0.75等。

5.景深(Depth ofField,DOF) 景深是指在被攝物體聚焦清楚后，在物體前后一定距離內(nèi)，其影像仍然清晰的范圍。景深隨鏡頭的光圈值、焦距、拍攝距離而變化。光圈越大，景深越小;光圈越小、景深越大。焦距越長(zhǎng)，景深越小;焦距越短，景深越大。距離拍攝體越近時(shí)，景深越小;距離拍攝體越遠(yuǎn)時(shí)，景深越大。

6.分辨率(Resolution) 分辨率代表鏡頭記錄物體細(xì)節(jié)的能力，以每毫米里面能夠分辨黑白對(duì)線的數(shù)量為計(jì)量單位：“線對(duì)/毫米”(lp/mm)。分辨率越高的鏡頭成像越清晰。

7.工作距離(Workingdistance,WD)鏡頭第一個(gè)工作面到被測(cè)物體的距離。

8.視野范圍(Field ofView,FOV) 相機(jī)實(shí)際拍到區(qū)域的尺寸。

9.光學(xué)放大倍數(shù)(Magnification,?)CCD/FOV，即芯片尺寸除以視野范圍。

10.數(shù)值孔徑(Numerical Aperture,NA)數(shù)值孔徑等于由物體與物鏡間媒質(zhì)的折射率n與物鏡孔徑角的一半(a2)的正弦值的乘積，計(jì)算公式為N.A=n*sina/2。數(shù)值孔徑與其它光學(xué)參數(shù)有著密切的關(guān)系，它與分辨率成正比，與放大率成正比。也就是說(shuō)數(shù)值孔徑，直接決定了鏡頭分辨率，數(shù)值孔徑越大，分辨率越高，否則反之。

11.后背焦(Flangedistance)準(zhǔn)確來(lái)說(shuō)，后倍焦是相機(jī)的一個(gè)參數(shù)，指相機(jī)接口平面到芯片的距離。但在線掃描鏡頭或者大面陣相機(jī)的鏡頭選型時(shí)，后倍焦是一個(gè)非常重要的參數(shù)，因?yàn)樗苯佑绊戠R頭的配置。不同廠家的相機(jī)，哪怕接口一樣也可能有不同的后倍焦。

二、工業(yè)相機(jī)鏡頭選型：

1.選擇鏡頭接口和最大CCD尺寸

鏡頭接口只要可跟相機(jī)接口匹配安裝或可通過(guò)外加轉(zhuǎn)換口匹配安裝就可以了;鏡頭可支持的最大CCD尺寸應(yīng)大于等于選配相機(jī)CCD芯片尺寸。

2.選擇鏡頭焦距

如圖所示，在已知相機(jī)CCD尺寸、工作距離(WD)和視野(FOV)的情況下，可以計(jì)算出所需鏡頭的焦距(f)。

3.選擇鏡頭光圈

鏡頭的光圈大小決定圖像的亮度，在拍攝高速運(yùn)動(dòng)物體、曝光時(shí)間很短的應(yīng)用中，應(yīng)該選用大光圈鏡頭，以提高圖像亮度。

4.選擇遠(yuǎn)心鏡頭

遠(yuǎn)心鏡頭是為糾正傳統(tǒng)鏡頭的視差而特殊設(shè)計(jì)的鏡頭，它可以在一定的物距范圍內(nèi)，使得到的圖像放大倍率不會(huì)隨物距的變化而變化。遠(yuǎn)心鏡頭與傳統(tǒng)鏡頭對(duì)比，如圖：

遠(yuǎn)心鏡頭又分為物方遠(yuǎn)心和雙側(cè)遠(yuǎn)心兩種，如圖：

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