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光學(xué)鏡頭基礎(chǔ)知識(shí)
發(fā)布時(shí)間:2018/2/24
     這是很久以前系統(tǒng)集成時(shí)總結(jié)的一點(diǎn)心得體會(huì)與大家分享。光學(xué)鏡頭是機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)中必不可少的部件,直接影響成像質(zhì)量的優(yōu)劣,影響算法的實(shí)現(xiàn)和效果。另外爭(zhēng)取選折合適的鏡頭,降低機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)成本,才是產(chǎn)業(yè)興旺發(fā)達(dá)的唯一出路。光學(xué)鏡頭規(guī)格繁多,有時(shí)不免頭暈。光學(xué)鏡頭從焦距上可分為短焦鏡頭、中焦鏡頭,長(zhǎng)焦鏡頭;從視場(chǎng)大小分有廣角、標(biāo)準(zhǔn),遠(yuǎn)攝鏡頭;結(jié)構(gòu)上分有固定光圈定焦鏡頭,手動(dòng)光圈定焦鏡頭,自動(dòng)光圈定焦鏡頭,手動(dòng)變焦鏡頭、自動(dòng)變焦鏡頭,自動(dòng)光圈電動(dòng)變焦鏡頭,電動(dòng)三可變(光圈、焦距、聚焦均可變)鏡頭等。根據(jù)我們使用的經(jīng)驗(yàn),俄羅斯的光學(xué)鏡頭很便宜。 分類 結(jié)構(gòu)上分 1 固定光圈定焦鏡頭 簡(jiǎn)單。鏡頭只有一個(gè)可以手動(dòng)調(diào)整的對(duì)焦調(diào)整環(huán),左右旋轉(zhuǎn)該環(huán)可使成像在CCD靶面上的圖像最清晰。沒(méi)有光圈調(diào)整環(huán),光圈不能調(diào)整,進(jìn)入鏡頭的光通量不能通過(guò)改變鏡頭因素而改變,只能通過(guò)改變視場(chǎng)的光照度來(lái)調(diào)整。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,價(jià)格便宜。 2 手動(dòng)光圈定焦鏡頭 手動(dòng)光圈定焦鏡頭比固定光圈定焦鏡頭增加了光圈調(diào)整環(huán),光圈范圍一般從F1.2或F1.4到全關(guān)閉,能方便地適應(yīng)被被攝現(xiàn)場(chǎng)地光照度,光圈調(diào)整是通過(guò)手動(dòng)人為進(jìn)行的。光照度比較均勻,價(jià)格較便宜。 3 自動(dòng)光圈定焦鏡頭 在手動(dòng)光圈定焦鏡頭的光圈調(diào)整環(huán)上增加一個(gè)齒輪合傳動(dòng)的微型電機(jī),并從驅(qū)動(dòng)電路引出3或4芯屏蔽線,接到攝像機(jī)自動(dòng)光圈接口座上。當(dāng)進(jìn)入鏡頭的光通量變化時(shí),攝像機(jī)CCD靶面產(chǎn)生的電荷發(fā)生相應(yīng)的變化,從而使視頻信號(hào)電平發(fā)生變化,產(chǎn)生一個(gè)控制信號(hào),傳給自動(dòng)光圈鏡頭,從而使鏡頭內(nèi)的電機(jī)做相應(yīng)的正向或反向轉(zhuǎn)動(dòng),完成調(diào)整大小的任務(wù)。 4手動(dòng)光圈定焦鏡頭 焦距可變的,有一個(gè)焦距調(diào)整環(huán),可以在一定范圍內(nèi)調(diào)整鏡頭的焦距,其可變比一般為2~3倍,焦距一般為3.6~8mm。實(shí)際應(yīng)用中,可通過(guò)手動(dòng)調(diào)節(jié)鏡頭的變焦環(huán),可以方便地選擇被監(jiān)視地市場(chǎng)的市場(chǎng)角。但是當(dāng)攝像機(jī)安裝位置固定下以后,在頻繁地手動(dòng)調(diào)整變焦是很不方便的。因此,工程完工后,手動(dòng)變焦鏡頭的焦距一般很少調(diào)整。僅起定焦鏡頭的作用。 5自動(dòng)光圈電動(dòng)變焦鏡頭 與自動(dòng)光圈定焦鏡頭相比增加了兩個(gè)微型電機(jī),其中一個(gè)電機(jī)與鏡頭的變焦環(huán)合,當(dāng)其轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可以控制鏡頭的焦距;另一電機(jī)與鏡頭的對(duì)焦環(huán)合,當(dāng)其受控轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可完成鏡頭的對(duì)焦。但是,由于增加了兩個(gè)電機(jī)且鏡片組數(shù)增多,鏡頭的體積也相應(yīng)增大。 6電動(dòng)三可變鏡頭 與自動(dòng)光圈電動(dòng)變焦鏡頭相比,只是將對(duì)光圈調(diào)整電機(jī)的控制由自動(dòng)控制改為由控制器來(lái)手動(dòng)控制。 場(chǎng)合上分: 按視場(chǎng)大小分為:小視場(chǎng)鏡頭,普通鏡頭(約50度左右),廣角鏡頭和特廣角鏡頭(100-120度) 1 標(biāo)準(zhǔn)鏡頭:視角約50度,也是人單眼在頭和眼不轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下所能看到的視角,所以又稱為標(biāo)準(zhǔn)鏡頭。5mm相機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)鏡頭的焦距多為40mm,50mm或55mm。120相機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)鏡頭焦距多為80mm或75mm。CCD芯片越大則標(biāo)準(zhǔn)鏡頭的焦距越長(zhǎng)。 2、廣角鏡頭:視角90度以上,適用於拍攝距離近且范圍大的景物,又能刻意夸大前景表現(xiàn)強(qiáng)烈遠(yuǎn)近感即透視。35mm相機(jī)的典型廣角鏡頭是焦距28mm,視角為72度。120相機(jī)的50,40mm的鏡頭便相當(dāng)于35mm相機(jī)的35,28mm的鏡頭. 3、長(zhǎng)焦距鏡頭:適于拍攝距離遠(yuǎn)的景物,景深小容易使背景模糊主體突出,但體積笨重且對(duì)動(dòng)態(tài)主體對(duì)焦不易。35mm相機(jī)長(zhǎng)焦距鏡頭通常分為三級(jí),135mm以下稱中焦距,135-500mm稱長(zhǎng)焦距,500mm 以上稱超長(zhǎng)焦距。120相機(jī)的150mm的鏡頭相當(dāng)于35mm相機(jī)的105mm鏡頭。由於長(zhǎng)焦距的鏡頭過(guò)于笨重,所以有望遠(yuǎn)鏡頭的設(shè)計(jì),即在鏡頭后面加一負(fù)透鏡,把鏡頭的主平面前移,便可用較短的鏡體獲得鏡體獲得長(zhǎng)焦距的效果。 4、反射式望遠(yuǎn)鏡頭:是另一種超望遠(yuǎn)鏡頭的設(shè)計(jì),利用反射鏡面來(lái)構(gòu)成影像,但因設(shè)計(jì)的關(guān)系無(wú)法裝設(shè)光圈,僅能以快門來(lái)調(diào)整曝光。 5、微距鏡頭(marco lens):除作極近距離的微距攝影外,也可遠(yuǎn)攝。 接口類型來(lái)分 1 C型鏡頭 法蘭焦距是安裝法蘭到入射鏡頭的平行光的匯聚點(diǎn)之間的距離。法蘭焦距為17.526mm 或0.690in。安裝羅紋為:直徑1in,32牙.in。鏡頭可以用在長(zhǎng)度為0.512in (13mm)以內(nèi)的線陣傳感器。但是,由于幾何變形和市場(chǎng)角特性,必須鑒別短焦鏡頭是否合用。如焦距為12.6mm的鏡頭不應(yīng)該用長(zhǎng)度大于6.5mm的線陣。 如果利用法蘭焦距尺寸確定了鏡頭到列陣的距離,則對(duì)于物方放大倍數(shù)小于20倍時(shí)需增加鏡頭接圈。接圈加在鏡頭后面,以增加鏡頭到像的距離,以為多數(shù)鏡頭的聚焦范圍位5-10% 。鏡頭接長(zhǎng)距離為焦距/物方放大倍數(shù)。 2 CS型鏡頭 With a 5 mm adapter ring, a C lens can be used on a CS-mount camera. 3 U型鏡頭 一種可變焦距的鏡頭,其法

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