1、透鏡
鏡頭内部包括組合複雜的多枚透鏡。
2、變焦環
變焦鏡頭具有改變焦距的變焦環,調節變焦環可改變視角。定焦鏡頭由于焦距固定,無法進行變焦。
3、光圈葉片
光圈葉片位于鏡頭内部,用于控制光線透過鏡頭到達相機感光平面的光量。
4、光圈環
光圈環用來調節光圈孔徑大小,以控制進光量。
二、鏡頭的分類
鏡頭 |
固定安裝高度 固定放大倍數 畸變小,适用于高精度應用場景 |
尺寸較大,價格稍貴 | |
CCTV鏡頭 |
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視野、無懼及光圈可調 适用于大視野 |
畸變較大 |
微距 鏡頭 |
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TV失真小 |
隻能在一定範圍内聚焦,視野範圍有限 |
線掃描 鏡頭 |
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編輯特别針對長線芯片,配有大相機接口,失真小 |
鏡頭尺寸較大,比較重 |
1、焦距
焦距是指從鏡頭光學中心到相機芯片中心等成像平面的距離。
鏡頭的聚焦長度決定着拍攝的工作距離、成像大小、視野大小等參數。
常見的鏡頭焦距有4mm 6mm 8mm 12mm 16mm 25mm 35mm 50mm等等
2、光圈
光圈是一個用來控制光線透過鏡頭,進入相機感光面光量的裝置。
一般情況下,通光孔徑越大,在同一單位時間内的進光量便越多,圖像越亮。
光圈和景深的關系:光圈越小(光圈F值越大),景深深;光圈打(光圈F值小),景深淺。
3、視角(FOV)
視角FOV是指鏡頭所能覆蓋的範圍,(物體超過這個角就不會被收在鏡頭内),通常以角度來表示,這個角度就叫做鏡頭的視角FOV。
4、景深
景深是指在聚焦完成後,焦點前後的範圍内都能形成清晰的圖像,這一前一後的距離範圍,叫做景深。
特點:後景深大于前景深 。
5、鏡頭畸變
光學透鏡固有的透視失真的總稱。
(1)枕形失真
鏡頭引起的畫面向中間“收縮”的現象。
(2)桶形失真
成像畫面呈桶形膨脹的失真現象
(3)線性畸變
6、光學倍率
光學倍率指的是物體與像的比例。
光學倍率 = (芯片尺寸)/ (視野大小)
圓心鏡頭光學倍率為一個固定值。如1倍遠心鏡頭、2倍遠心鏡頭、0.7倍遠心鏡頭等等。
四、鏡頭的選擇1、最大兼容CCD尺寸
所有的鏡頭都隻能在一定範圍内成像清晰,最大兼容CCD尺寸鏡頭能支持最大清晰成像的範圍。
鏡頭最大兼容CCD尺寸 ≥ 相機芯片尺寸
2、傳感器與鏡頭的匹配
所有的鏡頭都有最大兼容的相機芯片尺寸。
選擇相機和鏡頭時,遵循“鏡頭最大兼容芯片尺寸>=相機芯片尺寸”的元組。
3、光學接口
機器視覺行業内常見的幾種接口分别為C口,CS口,F口。
一般情況下C口和CS口用在面陣相機上,F口用在線陣相機上。
4、鏡頭焦距選擇
計算公式:
芯片尺寸/視野大小 ≈ 焦距(mm) / 物距(mm)
比如:已知相機芯片長度為3.6mm,對應視野為45mm,工作距離為200mm。
根據公式克制應該選擇的焦距為16mm。
5、遠心鏡頭方法倍率
遠心鏡頭放大倍率一般為定值,因此安裝高度也是固定的,因此我們可以根據相機來選擇我們需要的鏡頭,或者根據鏡頭來選擇我們需要的相機。
比如:大小為5mm的産品進行尺寸測量,測量精度要求為0.04mm,選擇合适的鏡頭。
(1)選擇相機
預估視野:9mm左右,因為産品5mm,産品放置過程中,會存在一些偏差,因此需要将相機視野放大一些。
精度預留4倍:0.04/4 = 0.01
相機分辨率:0.01/9 = 900,可以選擇一個1280*1024的相機 130萬像素的相機,查手冊得知芯片大小為1/2英寸(6.4*4.8mm)。
(2)選擇鏡頭
視野大小為9mm,芯片尺寸為6.4mm,放大倍率為6.4/9 = 0.71,查手冊我們可以選擇一個0.7倍左右的遠心鏡頭。
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