工業(yè)相機(jī)鏡頭的基礎(chǔ)知識(shí)!精知識(shí)講解

1、目錄37 工業(yè)使頭的接口38 工業(yè)鏡頭的根本參數(shù)39 工業(yè)俄頭的其他參數(shù)40 光學(xué)放大超率41 顯示放大倍率42 工也頭各參數(shù)間相互雄關(guān)系43 工業(yè)鏡頭的主要類別：分類方式11-21工業(yè)值頭的主要類別分R方式、*11指像物植、tiftWtt. MAWtt.運(yùn)心打工、遠(yuǎn)臥,皆、反社*忸、22-23常用的工業(yè)債頭品舲及代縣青FMft頭利旌It女侑愴頭連候交倍次圖片 工業(yè)債頭選簿點(diǎn)工業(yè)鏡頭的接口物鏡的接口尺寸是有國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的,共有三種接口型式,即F 型、C型、CS型.F型接口是通用型接口,一般適用于焦距大于 25nm的鏡頭；而當(dāng)初鏡的焦距約小于25mm時(shí),因物鏡的尺寸不大, 便采用C型或CS型接口.工

2、業(yè)鏡頭的接口C接口和CS接口的區(qū)別.與CS接口的區(qū)別在于鏡頭與攝像機(jī)接觸面至鏡頭焦平面 攝像機(jī)CCD光電感應(yīng)器應(yīng)處的位置的距離不同,C型接口此距離為17. 5mm-1 CS型接口此距離為12. 5nm. C型鏡頭與C型攝像機(jī),CS型鏡頭與CS型攝像機(jī)可以配合使 用 C型鏡頭與CS型攝像機(jī)之間增加一個(gè)5胸的C/CS轉(zhuǎn)接環(huán) 可以配合使用 CS型鏡頭與C型攝像機(jī)無(wú)法配合使用.工業(yè)鏡頭的根本參數(shù)視場(chǎng)Field of view,即FOV,也叫視野范圍：指觀測(cè)物體的可視范I*也就是充滿相機(jī)采柒芯 片的物體局部°?血場(chǎng)范用足沖H必如學(xué)/肝 的工作距離Working Distance,即WD;指從鐐

3、頭 而部到受粒驗(yàn)物體的距肉.即清楚成像的外表距 離選電必紙嚶了解的問(wèn)喻工作距離是否可調(diào)?包牯是否有安裝空間等分辨率；圖像系饒可以測(cè)到的受質(zhì)軟物體I.的最小可分辨特征尺寸.在多數(shù)情況3視野越小,分辨率越好.一景深Depth 6 view,即DOF；物體面最什焦點(diǎn)較近或較遠(yuǎn)時(shí),俄頭保持所需分辨率的水平圖1:位頭根本參數(shù)示意圖?施婪了解客戶時(shí)般深處杏有特殊要求? 工業(yè)鏡頭的其他參數(shù)感光芯片尺寸,相機(jī)想光芯片的有效區(qū)域尺J . 股指水平 顯減筵%睇藕就微懿概盟耀川翩 »費(fèi)曹場(chǎng)乳瞅祥笳相襯然德數(shù)包括感光芯片的尺寸焦距f焦距,是光學(xué)系統(tǒng)中衡木九的聚集域發(fā)散的度置方 宗,指從透鏡的光心到光聚集上焦

4、點(diǎn)的距膜 亦是照相機(jī)中從鏡片中央到底片或co等成像平面的跑離,?需要記中的公A工作即離/視野越網(wǎng)長(zhǎng)邊或短邊葭CCD長(zhǎng)邊或短焦距大小的影響情況：焦即越小,景冰越大；焦距越小,畸變?cè)酱?；焦距越?漸暈現(xiàn)單越產(chǎn)市:,便像不邊緣的照度降低；制析度&不一組物物所能見(jiàn)到丁 2點(diǎn)的坡小間隔0.61X使用波KA/ N4：解析度.以上峋計(jì)薛方法理論上可以U和山解析度,但不包括失真.使用波長(zhǎng)為550nm解像力I mm中何可以行列空門(mén)線的條數(shù)r單位Ip /mm.MTF (Modulation Transfer Function)成像時(shí)再現(xiàn)物體衣面的濃淡變化向使用的空河周波數(shù)和比照度,AB畸變像,;只彩響影像

5、的Geofrwtnc OHrorttonf*00 Figure 失真(distortion)： <、件伐的指)、乂稱畸變,指被攝物平面內(nèi)的小:軸外11線,光學(xué)系統(tǒng)成像后 為曲線,那么此光學(xué)系統(tǒng)的成像誤彳稱為咐變 幾何形狀,而不影響影像的清楚度.一光圈與F值光圈是個(gè)用來(lái)限制鏡頭通光埼裝置.它通常是在鏡頭內(nèi).及達(dá) 光圈大小我仰是用F值,如fl. 4 f2, f2> 8 etc工業(yè)鏡頭各參數(shù)間相互影響關(guān)系光圈稅髓"巍亮度皿 景深越小：分耕率過(guò)高,72叫1»垢2像場(chǎng)中央與邊緣：一般像場(chǎng)中央較邊緣分辨率高;像場(chǎng)中央較邊緣九場(chǎng)照收高牛3照明光源的光波波光波長(zhǎng)?圖瑞露.業(yè)相上

6、越加,得到的圖像曲簿溫爵條所以在需要精密尺寸及位 置測(cè)置的視覺(jué)系統(tǒng)中.盡於采用短波K的單色光作為照明光源.對(duì)捉麻系統(tǒng)精度有很大的作用.光學(xué)放大倍數(shù)用于計(jì)算主要縮放比例的公式如下：PMAG =感光芯片尺寸(mm) /視場(chǎng)(mm)顯示放大倍數(shù) m示放大儕率在顯微中應(yīng)用II港廣泛,被測(cè)物體的顯示放人倍率取決r £ 個(gè)因檢義,倍.匚業(yè)相機(jī)昭光芯片的尺寸,小)、顯小涔尺九 心小放大倍率二鏡頭光學(xué)倍率X幅小淺尺寸X25. 4/把曲妁角紋尺寸1W工業(yè)鏡頭的主要類別：分類方式Formit8"14rNT2r1/4572X88.9X95 3X114.3X1Z7X171.5XV3381X5

7、69;,2XG35X76.2X84.6X114.1X忖?86X44.5X47 6X67.2X63 5X85.7X2/3°20 0X32.3X34 6X4i.ex46.2XC2.3Xr14 3X22 2X23 8X28X31 8X429XCamera3仙得般如.仙l)按焦距劃分：定焦和變焦按光圈劃分;定光圈和可變光圈按接口劃分：c接口、CS接口、F接口等按倍數(shù)劃分：定倍鏡頭、連續(xù)變倍鏡頭要包行業(yè)第工業(yè)鏡頭的主要類別：常用攝像物鏡 常用攝像物鏡參數(shù)工要叁故仃出即f光圈毆F和視場(chǎng)23.經(jīng)驗(yàn)公式：1/Ftan3 4=CF型接口類型攝像物鏡焦距表(師)類型他眼型超廣角型廣角型標(biāo)準(zhǔn)型7.5,15

8、17,2024,28,3550C, CS型接口類型攝像物鏡焦距表(mm)大中1/3-1/3 *1/2 02/3焦距28-3.53.5-68-75工業(yè)鏡頭的主要類別,近攝物鏡-近攝物鏡接圈簡(jiǎn)單的近報(bào)物俄足在照相儻頭和CCDH機(jī)之間參加 一個(gè)接圖,見(jiàn)圖1.1-18 ,由此,CCD的敏盛面可以位 于照相鏡頭的像方焦面的外而一段距離.從而可以攝取 到較近距離目標(biāo)的像,口!它受到圖像清楚度的限制.工業(yè)鏡頭的主要類別：近攝物鏡近攝物鏡'遠(yuǎn)攝物鏡近攝透鏡在攝像物位前端擰上個(gè)近攝透鏡.可以攝取到更近 距離目標(biāo)的像.采用近盤(pán)鏡埼 n標(biāo)像的畸變?cè)龃罅?為 此.近攝透鏡的屈光率不能太大,使原工作卸離的縮鋁僦

9、 般不超過(guò)20%.工業(yè)鏡頭的主要類別,遠(yuǎn)攝物鏡,5近攝物鏡相反,為了對(duì)遠(yuǎn)距離H標(biāo)報(bào)取到清楚圖像, 要采用遠(yuǎn)攝物優(yōu).這種物鏡是一長(zhǎng)焦距物鏡.遠(yuǎn)攝物 值可以是折射系統(tǒng)、反射系統(tǒng)或折反射系統(tǒng).反射式 遠(yuǎn)攝物鏡常采用k寒格林式遠(yuǎn)攝物鏡.折反式運(yùn)攝物鏈 由采用面部校正透鏡,其成像成前更加良好.遠(yuǎn)心腎頭特性物力遠(yuǎn)心碰頭川以消除透視時(shí)變.像方遠(yuǎn)心饒頭M以狹徨電好的像面照度的均勻性.工業(yè)鏡頭的主要類別,遠(yuǎn)心鏡頭遠(yuǎn)心鏡頭,物方遠(yuǎn)心物梳采用平行光路設(shè)計(jì),物方遠(yuǎn)心物銃足將孔徑光闌放置在光學(xué)系統(tǒng)的像方焦平而上.18工業(yè)鏡頭的主要類別：遠(yuǎn)心物鏡遠(yuǎn)心物鏡像方遠(yuǎn)心光路像方遠(yuǎn)心光路是籽孔件光闌放置在光學(xué)系統(tǒng)的物 方焦平面匕而

10、像方的土光線平行于光軸.工業(yè)鐮頭的主要類別：遠(yuǎn)心物鏡 -遠(yuǎn)心物鐐在測(cè)址系統(tǒng)中.物距常發(fā)生變化,從而使像而發(fā)生變化, 所以測(cè)得的物體尺寸也發(fā)生變化,即產(chǎn)生測(cè)量誤差:即使物距是固定的,也會(huì)由于CCD敏墟及血人易粘確調(diào)整 在像平面上,同樣親會(huì)產(chǎn)生測(cè)拊誤差.采用通心物鏡中的像方遠(yuǎn)心物鏡可以消除物即變化帶來(lái)的 測(cè)量誤差,而物方遠(yuǎn)心物鏡那么可以消除CCD位置不準(zhǔn)帶來(lái)的 凋僦誤軍.工業(yè)鏡頭的主要類別：遠(yuǎn)距物鏡-遠(yuǎn)距物鏡遠(yuǎn)即物鏡是種焦距很長(zhǎng)向鏡筒較短的物儻,從物 航前在面到像平問(wèn)的距離小于焦M 這MrK值距 物鏡來(lái)說(shuō),有利于縮短物鏡的軸向尺寸.根據(jù)上述 原理構(gòu)成的遠(yuǎn)距物鏡.結(jié)構(gòu)型式是各種務(wù)樣的,尤 其是前組,

11、由于負(fù)擔(dān)較大的光焦度,結(jié)構(gòu)般孌比 后組復(fù)雜.工業(yè)鏡頭的主要類別,反遠(yuǎn)距物鏡反遠(yuǎn)距物鏡反遠(yuǎn)俄是種短距較短而后截距很長(zhǎng)的物鏡.這樣,在物 鏡和CCD之間可以參加分光微.以實(shí)現(xiàn)取景等作川.工業(yè)鏡頭的主要類別：畸變物鏡品牌產(chǎn)地境頭類型施耐德Schneider定舞、遠(yuǎn)心；卡爾蔡司Zeiss定用、遠(yuǎn)心M Tron日本定熱、定倍、遠(yuǎn)心、逐續(xù)變倍Moritex本定他、定倍、遠(yuǎn)心.連續(xù)交佶SPACECOM口木百萬(wàn)像素定COMPUTAR口本百萬(wàn)像素定焦賓得PENTAX日本百萬(wàn)像素定集騰龍TAMRON日本百萬(wàn)像賽定傣精工日本仃力像未定焦grD vs口木定典、定信、遠(yuǎn)心、連續(xù)變儕KMAU本百方像素定你畸變物鏡 畸變物

12、鏡能修在它的像中預(yù)先引入規(guī)定的畸變.與物鏡 存在很大的負(fù)畸變時(shí),實(shí)際上能婚拍報(bào)向視場(chǎng)越過(guò)180' 的物空網(wǎng).這種物鏡用于宇航研究、氣像測(cè)町L 吉柳任19301百無(wú)成功地實(shí)現(xiàn)廣角現(xiàn)場(chǎng)180.和相對(duì)孔 徑1； 22的畸變物鏡(圖1.1 30b) .畸變物鏡可以根據(jù) 反遠(yuǎn)距物僮的光路圖作出,第 組山 或：個(gè)透位組成. 并造成很大的畸變(圖c、d) o第二透鏡紙用F校正像 我、以便獲得清楚的像. 為了研制超廣川物鏡,像場(chǎng)向余俊四次方的影響是最大 的障礙.但必由T負(fù)的畸變,在像場(chǎng)邊緣上光束深縮. 因向花像場(chǎng)邊緣卜.實(shí)際光學(xué)密度并不比視場(chǎng)中央低常用的工業(yè)鏡頭品牌常用的工業(yè)鏡頭品牌及代理商品牌產(chǎn)地參

13、數(shù)主襄代理商1Navitar :/Navitar.c癇ZgniGOOG 系列5i)被A.曲特,幕格, 華信東方,視覺(jué) 龍Ootoa ww. th al optom.con美國(guó)0. 7k L 加(5SXL系列)ix 7i乂 Trcti nyutran- eoiu日本CMZMM (0. 75a-L 5x)CMZ02 1.5 0. 2加L 5工光同戰(zhàn)深可調(diào)11皮石YSww. vst. co. jpvsz桑列英國(guó)嚼尹HFTSi hk1木ML-Z075I5 WE 5k )西努、隼信東方常用鏡頭圖片 定焦鏡頭定倍遠(yuǎn)心鏡頭 連續(xù)變倍鏡頭Navitar zoom6000Navitar zoom6000倍鏡頭

14、26工業(yè)鏡頭的選擇要點(diǎn) 對(duì)鏡頭的選擇,我們首先必須先確定客戶需求：對(duì)鏡頭的選擇,我們首先必須先確定客戶需求：？ 1、視野范圍、光學(xué)放大倍數(shù)及期望的工作距離：在選擇、視野范圍、光學(xué)放大倍數(shù)及期望的工作距離：鏡頭時(shí),我們會(huì)選擇比被測(cè)物體視野稍大一點(diǎn)的鏡頭,鏡頭時(shí),我們會(huì)選擇比被測(cè)物體視野稍大一點(diǎn)的鏡頭,以有利于運(yùn)動(dòng)限制. 以有利于運(yùn)動(dòng)限制.？ 2、景深要求：對(duì)于對(duì) 景深有要求的工程,盡可能使用小、景深要求：對(duì)于對(duì)景深有要求的工程,的光圈；在選擇放大倍率的鏡頭時(shí),的光圈；在選擇放大倍率的鏡頭時(shí),在工程許可下盡可能選用低倍率鏡頭.如果工程要求比擬苛刻時(shí),能選用低倍率鏡頭.如果工程要求比擬苛刻時(shí),傾向選 擇高景深的尖端鏡頭. 擇高景深的