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工业镜头选型和分类介绍

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浏览:- 发布日期:2020-06-22 09:57:15【

工业镜头分类

按照光学特性划分:定焦镜头、变焦镜头、显微放大镜头、远心镜头。

定焦镜头
变焦镜头
远心产品
定焦镜头 变焦镜头 远心镜头

二、工业镜头技术

1.光学放大倍率

光学倍率是描述光线经过镜头后汇聚或发散的程度,成像大小与物体实际大小的比值。

光学放大率 = 像的尺寸 / 实际物体的尺寸= CCD尺寸/视场大小

工业镜头技术

例如:
使用在1/2”(6.4mmx4.8mm)相机上的镜头,成像范围(横向)实际是64mm,那么这个镜头的光学放大倍率就是6.4mm/64mm,也就是0.1x。

2.焦距

焦距是指镜头的光学中心(光学后主点)到成像面焦点的距离,平行光通过镜头后汇聚于一点,这个点就是所说的焦点。是镜头的重要性能指标。镜头焦距的长短决定着拍摄的工作距离、成像大小、视场角大小及景深大小。一般常用的镜头的焦距为8mm、12mm、16mm、25mm、35mm、50mm(75mm)。

焦距

3.工作距离

工作距离指的是镜头第一个面到所需成像物体的距离,一般镜头的工作距离都是一个范围。

4.视野

镜头将被测物体和它周围的环境,投影在相机的图像传感器平面上,在图像上形 成一个矩形的成像面,和成像面中的图像对应的物体平面被称作视野。

视野镜头成像

5.景深

镜头对着某个物体聚焦清晰时,都可以在图像传感器上形成相当清晰的像,在这个平面沿着镜头轴线的前面和后面一定范围的点也可以结成较清晰的像点,这前后两个平面之间的距离叫景深。


景深

6.视场角

在光学系统当中,以镜头为顶点,以被测物体通过镜头的最大成像范围的两边缘构成的夹角叫做视场角。视场角的大小决定了镜头的视野范围,视场角越大,视野就越大,光学倍率也就越小。

视场角

7.相对孔径

光圈是镜头内部一个用来控制光线透过镜头,进入相机芯片的光量的装置。而相对孔径是指镜头入瞳直径与焦距的比值(WD/f),他通常表示为1:1.4,1:1.8,1:2.0等;

相对孔径


8.光圈系数

光圈系数是镜头的重要内部参数,它就是镜头相对孔径的倒数(f/WD),光圈系数的标称值数字越大,也就表示其实际光圈就越小。一般的厂家都会用 F 数来表示这一参数, F的大小是通常通过改变光圈调整环的大小来设置的。

光圈系数

8.光学尺寸

一般指镜头设计时, 能够适配的最大的图像传感器尺寸(对角线), 一般按照传感器尺寸进行描述,如 1”、2/3”、1/2”、1/3”等, 如果相机传感器尺寸大于镜头设计最大尺寸, 则会在画面四个角形成暗影或黑角。

图片2

9.光学接口

相机和镜头的连接方式即为镜头的光学接口,业内对于光学接口已经形成了标准的规范。例如CS口、C口和F口。其中CS口可以转换成C口,但是C口不可以转换成CS口,F为尼康卡扣。在工业应用中,一般C口和CS口用在小传感器尺寸相机上,F口用在大传感器尺寸相机上。此外还有线阵相机常用接口M42,M58,M72……顾名思义这些就是某个直径的螺纹口。

光学接口

10.畸变

畸变实际上是光学透镜固有的透视失真的总称,也就是因为透视原因造成的失真,这种失真对于照片的成像质量是非常不利的,这是透镜的固有特性,所以无法消除,只能改善。

畸变1

11.弥散圆

光轴平行的光线射入镜头时,理想的镜头应该是所有的光线聚集在一点后,再以锥状的扩散开来,这个聚集所有光线的一点,就叫做焦点。在焦点前后,光线开始聚集和扩散,点的影像变成模糊的,形成一个扩大的圆,这个圆就叫做弥散圆。

弥散圆

12.分辨率/解像力

镜头分辨率又称分辨力、解像力,是指镜头清晰地再现被摄景物细节的能力,镜头的分辨率是指在成像平面上 1mm 间距内能分辨开的黑白相间的线条对数,d为线宽,它的分辨率为1/(2d),单位是“线对/毫米”,例如某镜头的分辨率为120lp/mm。

分辨率

13.MTF(调制传递函数)

同一频率时 MTF 值不同,给图像带来的差异:

MTF调制传递函数

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