工业相机镜头的基础知识.ppt

关于工业相机镜头的基础知识*工业镜头的接口物镜的接口尺寸是有国际标准的，共有三种接口型式，即F型、C型、CS型。F型接口是通用型接口，一般适用于焦距大于25mm的镜头；而当物镜的焦距约小于25mm时，因物镜的尺寸不大，便采用C型或CS型接口。第2页,共26页，2024年2月25日，星期天*工业镜头的接口C接口和CS接口的区别C与CS接口的区别在于镜头与摄像机接触面至镜头焦平面（摄像机CCD光电感应器应处的位置）的距离不同，C型接口此距离为17.5mm.,CS型接口此距离为12.5mm.。C型镜头与C型摄像机，CS型镜头与CS型摄像机可以配合使用。C型镜头与CS型摄像机之间增加一个5mm的C/CS转接环可以配合使用。CS型镜头与C型摄像机无法配合使用。第3页,共26页，2024年2月25日，星期天*视场(Fieldofview,即FOV，也叫视野范围)：指观测物体的可视范围，也就是充满相机采集芯片的物体部分。（视场范围是选型中必须要了解的）工作距离(WorkingDistance,即WD):指从镜头前部到受检验物体的距离。即清晰成像的表面距离（选型必须要了解的问题，工作距离是否可调？包括是否有安装空间等）分辨率：图像系统可以测到的受检验物体上的最小可分辨特征尺寸。在多数情况下，视野越小，分辨率越好。景深(Depthofview，即DOF)：物体离最佳焦点较近或较远时，镜头保持所需分辨率的能力

（需要了解客户对景深是否有特殊要求？）图1:镜头基本参数示意图工业镜头的基本参数第4页,共26页，2024年2月25日，星期天*工业镜头的其他参数感光芯片尺寸：相机感光芯片的有效区域尺寸，一般指水平尺寸。这个参数对于决定合适的镜头缩放比例以获取想要的视场非常重要。镜头主要缩放比例(PMAG)由感光芯片的尺寸和视场的比率来定义。虽然基本参数包括感光芯片的尺寸和视场，但PMAG却不属于基本参数。焦距（f）焦距，是光学系统中衡量光的聚集或发散的度量方式，指从透镜的光心到光聚集之焦点的距离。亦是照相机中，从镜片中心到底片或CCD等成像平面的距离。（需要记住的公式）f={工作距离/视野范围长边（或短边）}XCCD长边（或短）焦距大小的影响情况：焦距越小，景深越大；焦距越小，畸变越大；焦距越小，渐晕现象越严重，使像差边缘的照度降低；

第5页,共26页，2024年2月25日，星期天*■解析度

表示一组物镜所能见到了2点的最小间隔■解像力

１mm中间可以看到黑白线的条数。单位（lp）/mm.0.61x使用波长(λ)/NA=解析度(μ)

以上的计算方法理论上可以计算出解析度，但不包括失真。

※使用波长为550nm■MTF（ModulationTransferFunction）

成像时再现物体表面的浓淡变化而使用的空间周波数和对比度。第6页,共26页，2024年2月25日，星期天*失真（distortion）：（衡量镜头性能的指标之一）又称畸变，指被摄物平面内的主轴外直线，经光学系统成像后变为曲线，则此光学系统的成像误差称为畸变。畸变像差只影响影像的几何形状，而不影响影像的清晰度。光圈与F值光圈是一个用来控制镜头通光量装置，它通常是在镜头内。表达光圈大小我们是用F值，如f1。4，f2，f2。8etc第7页,共26页，2024年2月25日，星期天*工业镜头各参数间相互影响关系光圈大小的影响情况：

光圈越大，图像亮度越高；景深越小；分辨率越高；像场中央与边缘：一般像场中心较边缘分辨率高；像场中心较边缘光场照度高光波长度的影响：

在相同的工业相机及镜头参数条件下，照明光源的光波波长越短，得到的图像的分辨力越高。所以在需要精密尺寸及位置测量的视觉系统中，尽量采用短波长的单色光作为照明光源，对提高系统精度有很大的作用。第8页,共26页，2024年2月25日，星期天*用于计算主要缩放比例的公式如下：PMAG??=?感光芯片尺寸(mm)/视场(mm)图2:?主要缩放比例、感光芯片尺寸和视场的关系示意图光学放大倍数第9页,共26页，2024年2月25日，星期天*第10页,共26页，2024年2月25日，星期天*显示放大倍数显示放大倍率在显微中应用非常广泛，被测物体的显示放大倍率取决于三个因素：镜头光学倍率、工业相机感光芯片的尺寸（靶面大小）、显示器尺寸。显示放大倍率=镜头光学倍率×显示器尺寸×25.4/耙面对角线尺寸第11页,共26页，2024年2月25日，星期天*工业镜头的主要类别