光學鏡頭是機器視覺係統(tǒng)中必不(bú)可少的部件,直接影響成(chéng)像質量的優劣,影響(xiǎng)算法的實現和效果。光學鏡頭從焦距上可分為短焦鏡頭、中焦鏡頭,長焦鏡頭;從(cóng)視場大(dà)小分有廣角、標準,遠攝鏡頭;結構上分有固定光圈定焦鏡頭,手動光圈(quān)定焦鏡頭,自動光圈定焦鏡頭,手動變焦(jiāo)鏡頭、自動變(biàn)焦鏡頭,自動光圈電動變焦鏡頭,電動三可變(光(guāng)圈、焦距、聚焦均可變)鏡頭(tóu)等。
固定光圈定焦鏡頭
簡單:鏡頭隻有一(yī)個可以手動(dòng)調整的對焦調(diào)整環,左(zuǒ)右旋轉該環可使成(chéng)像在 CCD靶麵上的圖像最清晰;沒有光圈調(diào)整(zhěng)環,光圈不能調整,進入鏡頭的光通量不能通過改變鏡(jìng)頭因素而改變,隻能通過改變(biàn)視場(chǎng)的光照度來調整(zhěng)。結構簡單(dān),價格便宜。
手動光圈定焦鏡(jìng)頭
手動光圈定焦鏡頭(tóu)比固定(dìng)光(guāng)圈定焦鏡(jìng)頭增加了光圈調整環,光圈範圍一般從F1.2或F1.4到(dào)全關閉,能方便地適應被被攝(shè)現場地光照度,光圈調整是通過手動(dòng)人為進行的。光照度(dù)比較均勻,價格較便宜。
自(zì)動光圈定焦鏡頭
在手動光圈定焦鏡頭的光圈調整環上增加一個齒輪合傳動的微型電(diàn)機(jī),並(bìng)從驅動電路引(yǐn)出 3或4芯屏蔽(bì)線,接到攝像機自動光圈接口座上。當進入(rù)鏡頭的光通量變化時,攝像機 CCD 靶麵產生的電荷發生相應的變化,從而使視頻(pín)信號電平發生變化,產生一個控製信號,傳給自動光圈鏡頭,從而使(shǐ)鏡頭內的電機做相應的正向或反向轉動(dòng),完成調整大小的任務(wù)。
手動光圈變焦鏡頭(tóu)
焦距可變(biàn)的,有一個焦距調整環,可(kě)以在一定(dìng)範圍內調整鏡頭的焦距,其可變比一般為(wéi)2 ~3倍(bèi),焦距(jù)一般為3.6~8mm。實際應用中,可通過手動調節鏡頭的變焦環,可以方便地選(xuǎn)擇被監視地市(shì)場的市場角。但是當攝像機安裝位置固定下以後,在頻繁地手動調整變焦是很不方便的。因此,工程完工後,手動變焦鏡頭的焦距一般很少調整。僅起定焦鏡(jìng)頭的作用。
自動光圈電(diàn)動變焦鏡頭
與自動光圈定焦鏡頭相比增加了兩個微型電機,其中一個
光學鏡頭實例
電機與鏡頭的變焦環合,當(dāng)其(qí)轉動時可以控(kòng)製鏡頭的(de)焦距;另一電機與鏡頭的對焦環合,當其受控轉動時可完(wán)成鏡(jìng)頭的對焦。但是由於增加了兩個電機(jī)且鏡片組數增多,鏡頭的體積也相應增大。
電動三可變鏡頭
與自(zì)動光圈電動變焦鏡頭相比,隻是將對光圈調整電機的控製由(yóu)自動控製改為(wéi)由控製器來手(shǒu)動控製。
按焦距
(約50度左右(yòu)),廣角鏡頭和(hé)特廣角鏡頭(100-120度)
標準鏡頭
視角約50度,也是人單眼在頭和眼不轉(zhuǎn)動的情況下(xià)所能看到的視角,所以又稱(chēng)為標準鏡頭。5mm相機的標準鏡頭的焦距多為40mm,50mm或55mm。120相機的(de)標準鏡頭焦距多為80mm或75mm。CCD芯片越大則標準鏡頭的焦距越長(zhǎng)。
廣角鏡頭
視角90度(dù)以上,適用(yòng)於拍攝距離近且範圍大的景物,又能刻意誇大前景表現強烈遠近感即透視。35mm 相(xiàng)機的典型廣角鏡(jìng)頭是焦距28mm,視(shì)角為72度(dù)。120相機的50,40mm的鏡頭便相當於35mm相機的(de)35,28mm的鏡頭.
長焦距鏡頭
適於(yú)拍攝距離遠的景物,景深小(xiǎo)容易使(shǐ)背景模糊主體突出(chū),但體積笨重且對動態主體對焦不易。35mm 相機長焦距鏡頭通常(cháng)分為三級,135mm以下稱中焦距,135-500mm稱(chēng)長焦距,500mm 以上稱超長(zhǎng)焦距。120 相機的(de)150mm的鏡頭相當(dāng)於35mm相機的105mm鏡頭。由於長焦距(jù)的鏡頭過於笨重,所以有望遠(yuǎn)鏡頭的設計,即在鏡頭後麵加(jiā)一負透鏡,把鏡頭的主平麵前移,便可用較短(duǎn)的鏡體獲得鏡體獲得長焦距的效果(guǒ)。
反射式望遠鏡頭
是另一種超望遠鏡頭的設計,利用(yòng)反射鏡麵來構成影像,但因設計的關係無法裝設光圈,僅能以快門來調(diào)整曝光。
微距鏡頭(marco lens)
除作(zuò)極近距離的微距攝(shè)影外,也可遠攝。
按接口
C型鏡頭
法蘭焦距是安裝法蘭到入射鏡頭平行光的匯聚點之間的距離。法蘭焦距為17.526mm或0.690in。安裝羅(luó)紋為:直徑(jìng)1in,32牙.in。鏡頭(tóu)可以用在長度為0.512in (13mm)以內的線陣傳感器。但(dàn)是,由於幾何變形和市場角特性,必須鑒別短焦鏡頭是(shì)否合用。如焦距為12.6mm的鏡頭不應該用(yòng)長度大於6.5mm的(de)線陣(zhèn)。如果利用法蘭(lán)焦距尺寸確定了鏡頭到列陣的距離,則對於物(wù)方放大倍數小於20倍時(shí)需增加鏡頭接(jiē)圈。接圈加在鏡頭後麵(miàn),以增加鏡頭到像的距離,以為多數鏡頭(tóu)的聚焦範圍位 5-10%。鏡頭接長距離為焦距/物方放大倍數。
CS型鏡頭
With a 5 mm adapter ring, a C lens can be used on a CS-mount camera.
U型鏡頭
一種可(kě)變焦距的鏡頭,其法蘭焦距為(wéi)47.526mm或1.7913in,安裝羅紋(wén)為M42×1。主要設計作35mm照片應用(如國產和進口的各(gè)種135相機鏡頭),可用於任(rèn)何長度小於 1.25in(38.1mm)的列陣。建議不要用短焦距鏡頭。
特殊(shū)鏡頭
如顯微放大(dà)係統。 要特別注意 CS和 C的差別,不同類型的camera 和(hé)不同類型的 Len連接時,要定製轉接環。國(guó)外(wài)很(hěn)貴,一個約,不如自己加工。光學鏡頭的(de)主要參數和(hé)評價(jià) 主要(yào)參數有焦距,視場,物距,光圈,快(kuài)門等(děng)。 對於鏡頭最完
善的(de)評價莫(mò)過於MTF (Modulation Transfer Function)。但是(shì)由於像差(chà)(標定的原因),鏡頭的每個範圍都有一個MTF值。這些範圍指的是:(1)近軸部分,(2)離軸部分,(3)當(dāng)光學(xué)係統存在不對(duì)稱畸變時,上述兩部分在不同方向上的子部分(fèn)。每個部分對於不同的輻(fú)射(shè)能量波長範圍,都有各自相應的MTF值。MTF是評價成像係統的最常(cháng)用、最(zuì)優的指標,也是指(zhǐ)導機器視(shì)覺係統(tǒng)集成的最優指標。