工业相机镜头的基础知识!精知识讲解

1、目录37 工业使头的接口38 工业镜头的根本参数39 工业俄头的其他参数40 光学放大超率41 显示放大倍率42 工也头各参数间相互雄关系43 工业镜头的主要类别：分类方式11-21工业值头的主要类别分R方式、*11指像物植、tiftWtt. MAWtt.运心打工、远卧,皆、反社*忸、22-23常用的工业债头品舲及代县青FMft头利旌It女侑怆头连候交倍次图片 工业债头选簿点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 25nm的镜头；而当初镜的焦距约小于25mm时,因物镜的尺寸不大, 便采用C型或CS型接口.工

2、业镜头的接口C接口和CS接口的区别.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-1 CS型接口此距离为12. 5nm. 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5胸的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.工业镜头的根本参数视场Field of view,即FOV,也叫视野范围：指观测物体的可视范I*也就是充满相机采柒芯 片的物体局部°?血场范用足冲H必如学/肝 的工作距离Working Distance,即WD;指从镣

3、头 而部到受粒验物体的距肉.即清楚成像的外表距 离选电必纸嘤了解的问喻工作距离是否可调?包牯是否有安装空间等分辨率；图像系饶可以测到的受质软物体I.的最小可分辨特征尺寸.在多数情况3视野越小,分辨率越好.一景深Depth 6 view,即DOF；物体面最什焦点较近或较远时,俄头保持所需分辨率的水平图1:位头根本参数示意图?施婪了解客户时般深处杏有特殊要求? 工业镜头的其他参数感光芯片尺寸,相机想光芯片的有效区域尺J . 股指水平 显减筵%睇藕就微懿概盟耀川翩 »费曹场乳瞅祥笳相衬然德数包括感光芯片的尺寸焦距f焦距,是光学系统中衡木九的聚集域发散的度置方 宗,指从透镜的光心到光聚集上焦

4、点的距膜 亦是照相机中从镜片中央到底片或co等成像平面的跑离,?需要记中的公A工作即离/视野越网长边或短边葭CCD长边或短焦距大小的影响情况：焦即越小,景冰越大；焦距越小,畸变越大；焦距越小,渐晕现单越产市:,便像不边缘的照度降低；制析度&不一组物物所能见到丁 2点的坡小间隔0.61X使用波KA/ N4：解析度.以上峋计薛方法理论上可以U和山解析度,但不包括失真.使用波长为550nm解像力I mm中何可以行列空门线的条数r单位Ip /mm.MTF (Modulation Transfer Function)成像时再现物体衣面的浓淡变化向使用的空河周波数和比照度,AB畸变像,;只彩响影像

5、的Geofrwtnc OHrorttonf*00 Figure 失真(distortion)： <、件伐的指)、乂称畸变,指被摄物平面内的小:轴外11线,光学系统成像后 为曲线,那么此光学系统的成像误彳称为咐变 几何形状,而不影响影像的清楚度.一光圈与F值光圈是个用来限制镜头通光埼装置.它通常是在镜头内.及达 光圈大小我仰是用F值,如fl. 4 f2, f2> 8 etc工业镜头各参数间相互影响关系光圈税髓"巍亮度皿 景深越小：分耕率过高,72叫1»垢2像场中央与边缘：一般像场中央较边缘分辨率高;像场中央较边缘九场照收高牛3照明光源的光波波光波长?图瑞露.业相上

6、越加,得到的图像曲簿温爵条所以在需要精密尺寸及位 置测置的视觉系统中.尽於采用短波K的单色光作为照明光源.对捉麻系统精度有很大的作用.光学放大倍数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)显示放大倍数 m示放大侪率在显微中应用II港广泛,被测物体的显示放人倍率取决r £ 个因检义,倍.匚业相机昭光芯片的尺寸,小)、显小涔尺九 心小放大倍率二镜头光学倍率X幅小浅尺寸X25. 4/把曲妁角纹尺寸1W工业镜头的主要类别：分类方式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)按焦距划分：定焦和变焦按光圈划分;定光圈和可变光圈按接口划分：c接口、CS接口、F接口等按倍数划分：定倍镜头、连续变倍镜头要包行业第工业镜头的主要类别：常用摄像物镜 常用摄像物镜参数工要叁故仃出即f光圈殴F和视场23.经验公式：1/Ftan3 4=CF型接口类型摄像物镜焦距表(师)类型他眼型超广角型广角型标准型7.5,15

8、17,2024,28,3550C, CS型接口类型摄像物镜焦距表(mm)大中1/3-1/3 *1/2 02/3焦距28-3.53.5-68-75工业镜头的主要类别,近摄物镜-近摄物镜接圈简单的近报物俄足在照相傥头和CCDH机之间参加 一个接图,见图1.1-18 ,由此,CCD的敏盛面可以位 于照相镜头的像方焦面的外而一段距离.从而可以摄取 到较近距离目标的像,口!它受到图像清楚度的限制.工业镜头的主要类别：近摄物镜近摄物镜'远摄物镜近摄透镜在摄像物位前端拧上个近摄透镜.可以摄取到更近 距离目标的像.采用近盘镜埼 n标像的畸变增大了,为 此.近摄透镜的屈光率不能太大,使原工作卸离的缩铝僦

9、 般不超过20%.工业镜头的主要类别,远摄物镜,5近摄物镜相反,为了对远距离H标报取到清楚图像, 要采用远摄物优.这种物镜是一长焦距物镜.远摄物 值可以是折射系统、反射系统或折反射系统.反射式 远摄物镜常采用k寒格林式远摄物镜.折反式运摄物链 由采用面部校正透镜,其成像成前更加良好.远心肾头特性物力远心碰头川以消除透视时变.像方远心饶头M以狭徨电好的像面照度的均匀性.工业镜头的主要类别,远心镜头远心镜头,物方远心物梳采用平行光路设计,物方远心物铳足将孔径光阑放置在光学系统的像方焦平而上.18工业镜头的主要类别：远心物镜远心物镜像方远心光路像方远心光路是籽孔件光阑放置在光学系统的物 方焦平面匕而

10、像方的土光线平行于光轴.工业镰头的主要类别：远心物镜 -远心物镣在测址系统中.物距常发生变化,从而使像而发生变化, 所以测得的物体尺寸也发生变化,即产生测量误差:即使物距是固定的,也会由于CCD敏墟及血人易粘确调整 在像平面上,同样亲会产生测拊误差.采用通心物镜中的像方远心物镜可以消除物即变化带来的 测量误差,而物方远心物镜那么可以消除CCD位置不准带来的 凋僦误军.工业镜头的主要类别：远距物镜-远距物镜远即物镜是种焦距很长向镜筒较短的物傥,从物 航前在面到像平问的距离小于焦M 这MrK值距 物镜来说,有利于缩短物镜的轴向尺寸.根据上述 原理构成的远距物镜.结构型式是各种务样的,尤 其是前组,

11、由于负担较大的光焦度,结构般娈比 后组复杂.工业镜头的主要类别,反远距物镜反远距物镜反远俄是种短距较短而后截距很长的物镜.这样,在物 镜和CCD之间可以参加分光微.以实现取景等作川.工业镜头的主要类别：畸变物镜品牌产地境头类型施耐德Schneider定舞、远心；卡尔蔡司Zeiss定用、远心M Tron日本定热、定倍、远心、逐续变倍Moritex本定他、定倍、远心.连续交佶SPACECOM口木百万像素定COMPUTAR口本百万像素定焦宾得PENTAX日本百万像素定集腾龙TAMRON日本百万像赛定傣精工日本仃力像未定焦grD vs口木定典、定信、远心、连续变侪KMAU本百方像素定你畸变物镜 畸变物

12、镜能修在它的像中预先引入规定的畸变.与物镜 存在很大的负畸变时,实际上能婚拍报向视场越过180' 的物空网.这种物镜用于宇航研究、气像测町L 吉柳任19301百无成功地实现广角现场180.和相对孔 径1； 22的畸变物镜(图1.1 30b) .畸变物镜可以根据 反远距物僮的光路图作出,第 组山 或：个透位组成. 并造成很大的畸变(图c、d) o第二透镜纸用F校正像 我、以便获得清楚的像. 为了研制超广川物镜,像场向余俊四次方的影响是最大 的障碍.但必由T负的畸变,在像场边缘上光束深缩. 因向花像场边缘卜.实际光学密度并不比视场中央低常用的工业镜头品牌常用的工业镜头品牌及代理商品牌产地参

13、数主襄代理商1Navitar :/Navitar.c痫ZgniGOOG 系列5i)被A.曲特,幕格, 华信东方,视觉 龙Ootoa ww. th al optom.con美国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工光同战深可调11皮石YSww. vst. co. jpvsz桑列英国嚼尹HFTSi hk1木ML-Z075I5 WE 5k )西努、隼信东方常用镜头图片 定焦镜头定倍远心镜头 连续变倍镜头Navitar zoom6000Navitar zoom6000倍镜头

14、26工业镜头的选择要点 对镜头的选择,我们首先必须先确定客户需求：对镜头的选择,我们首先必须先确定客户需求：？ 1、视野范围、光学放大倍数及期望的工作距离：在选择、视野范围、光学放大倍数及期望的工作距离：镜头时,我们会选择比被测物体视野稍大一点的镜头,镜头时,我们会选择比被测物体视野稍大一点的镜头,以有利于运动限制. 以有利于运动限制.？ 2、景深要求：对于对 景深有要求的工程,尽可能使用小、景深要求：对于对景深有要求的工程,的光圈；在选择放大倍率的镜头时,的光圈；在选择放大倍率的镜头时,在工程许可下尽可能选用低倍率镜头.如果工程要求比拟苛刻时,能选用低倍率镜头.如果工程要求比拟苛刻时,倾向选 择高景深的尖端镜头. 择高景深的