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    工業鏡頭選型和分類介紹

    工業鏡頭分類

    按照光學特性劃分:定焦鏡頭、變焦鏡頭、顯微放大鏡頭、遠心鏡頭。

    定焦鏡頭
    變焦鏡頭
    遠心產品
    定焦鏡頭 變焦鏡頭 遠心鏡頭


    二、工業鏡頭技術

    1.光學放大倍率

    光學倍率是描述光線經過鏡頭后匯聚或發散的程度,成像大小與物體實際大小的比值。

    光學放大率 = 像的尺寸 / 實際物體的尺寸= CCD尺寸/視場大小

    工業鏡頭技術

    例如:
    使用在1/2”(6.4mmx4.8mm)相機上的鏡頭,成像范圍(橫向)實際是64mm,那么這個鏡頭的光學放大倍率就是6.4mm/64mm,也就是0.1x。

    2.焦距

    焦距是指鏡頭的光學中心(光學后主點)到成像面焦點的距離,平行光通過鏡頭后匯聚于一點,這個點就是所說的焦點。是鏡頭的重要性能指標。鏡頭焦距的長短決定著拍攝的工作距離、成像大小、視場角大小及景深大小。一般常用的鏡頭的焦距為8mm、12mm、16mm、25mm、35mm、50mm(75mm)。

    焦距

    3.工作距離

    工作距離指的是鏡頭第一個面到所需成像物體的距離,一般鏡頭的工作距離都是一個范圍。

    4.視野

    鏡頭將被測物體和它周圍的環境,投影在相機的圖像傳感器平面上,在圖像上形 成一個矩形的成像面,和成像面中的圖像對應的物體平面被稱作視野。

    視野鏡頭成像

    5.景深

    鏡頭對著某個物體聚焦清晰時,都可以在圖像傳感器上形成相當清晰的像,在這個平面沿著鏡頭軸線的前面和后面一定范圍的點也可以結成較清晰的像點,這前后兩個平面之間的距離叫景深。


    景深

    6.視場角

    在光學系統當中,以鏡頭為頂點,以被測物體通過鏡頭的最大成像范圍的兩邊緣構成的夾角叫做視場角。視場角的大小決定了鏡頭的視野范圍,視場角越大,視野就越大,光學倍率也就越小。

    視場角

    7.相對孔徑

    光圈是鏡頭內部一個用來控制光線透過鏡頭,進入相機芯片的光量的裝置。而相對孔徑是指鏡頭入瞳直徑與焦距的比值(WD/f),他通常表示為1:1.4,1:1.8,1:2.0等;

    相對孔徑

    8.光圈系數

    光圈系數是鏡頭的重要內部參數,它就是鏡頭相對孔徑的倒數(f/WD),光圈系數的標稱值數字越大,也就表示其實際光圈就越小。一般的廠家都會用 F 數來表示這一參數, F的大小是通常通過改變光圈調整環的大小來設置的。

    光圈系數

    9.光學尺寸

    一般指鏡頭設計時, 能夠適配的最大的圖像傳感器尺寸(對角線), 一般按照傳感器尺寸進行描述,如 1”、2/3”、1/2”、1/3”等, 如果相機傳感器尺寸大于鏡頭設計最大尺寸, 則會在畫面四個角形成暗影或黑角。

    圖片2

    10.光學接口

    相機和鏡頭的連接方式即為鏡頭的光學接口,業內對于光學接口已經形成了標準的規范。例如CS口、C口和F口。其中CS口可以轉換成C口,但是C口不可以轉換成CS口,F為尼康卡扣。在工業應用中,一般C口和CS口用在小傳感器尺寸相機上,F口用在大傳感器尺寸相機上。此外還有線陣相機常用接口M42,M58,M72……顧名思義這些就是某個直徑的螺紋口。

    光學接口

    11.畸變

    畸變實際上是光學透鏡固有的透視失真的總稱,也就是因為透視原因造成的失真,這種失真對于照片的成像質量是非常不利的,這是透鏡的固有特性,所以無法消除,只能改善。

    畸變1

    12.彌散圓

    光軸平行的光線射入鏡頭時,理想的鏡頭應該是所有的光線聚集在一點后,再以錐狀的擴散開來,這個聚集所有光線的一點,就叫做焦點。在焦點前后,光線開始聚集和擴散,點的影像變成模糊的,形成一個擴大的圓,這個圓就叫做彌散圓。

    彌散圓

    13.分辨率/解像力

    鏡頭分辨率又稱分辨力、解像力,是指鏡頭清晰地再現被攝景物細節的能力,鏡頭的分辨率是指在成像平面上 1mm 間距內能分辨開的黑白相間的線條對數,d為線寬,它的分辨率為1/(2d),單位是“線對/毫米”,例如某鏡頭的分辨率為120lp/mm。

    分辨率

    14.MTF(調制傳遞函數)

    同一頻率時 MTF 值不同,給圖像帶來的差異:

    MTF調制傳遞函數

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