科学的ldquo镜头rdquo是

朋友说：

小编，你该讲讲如何选“jingtou”了

我问：

这个好办啊！

科学的jintou是神学！

爱因斯坦就是把神学当成jingtou来研究科学

最后还成功了！

可见，我们今天讲镜头意义重大！

对于从事机器视觉的我们来说

挑选到合适的镜头

对于

提高检测设备性能那是

大大裨益

世界知名的

工业相机镜头生产厂家

机器视觉系统镜头选型主要包括：靶面尺寸、焦距、镜头分辨率、接口类型、工作距离、景深等选型计算。

靶面尺寸

靶面尺寸也叫像面尺寸，是相机的传感器尺寸，镜头的靶面尺寸表征的是镜头可以适应的最大的相机传感器尺寸。目前，工业相机通常使用CCD或者CMOS传感器作为像面接收器，有面阵和线阵两种，其工作区域的形状分别为矩形或线形，传感器的工作区域必须包含在镜头所确定的像面圆形区域之内。在镜头的参数中，也经常使用传感器的大小来表示视场大小。

面阵相机镜头

面阵传感器是由许多像素单元组成的一个矩形阵列，每个像素单元都是一个方形传感器。面阵传感器的大小通常是以其对角线的长度来表示的。目前常用的面阵传感器有：

线阵相机镜头

线阵传感器也是由许多像素单元组成，与面阵传感器不同的是，这些像素单元排成一个单列。线阵传感器的大小则是以像素单元的数量和大小来表示的。线阵传感器的规格有1K、2K、4K、8K、12K等，像素单元有5μm、7μm、10μm、14μm等。

在镜头参数中线阵相机以成像圆直径近似表征靶面尺寸。

焦距

主点到焦点的距离称为光学系统的焦距，这是镜头的重要参数之一，它决定了像与实际物体之间的比例。在物距一定的情况下，要得到大比例的像，则要求选用长焦距的镜头。

镜头分辨率

镜头分辨率指在像面处镜头在单位毫米内能够分辨的黑白相间的条纹对数。分辨率为1/2dd为线宽。单位是“线对/毫米lp/mm。

在实际应用中，系统的分辨率也受到成像传感器中像元分辨率的限制。因此在选择镜头时，通常要求镜头分辨率略高于像元分辨率，这样才能使系统的分辨率达到传感器限制的分辨率。

接口类型

在光学系统中，最后一个光学镜片表面的顶点到像面的距离称为后截距（BFLBackFocalLength），对于不同的光学系统，其后截距都是不一样的。因此在安装镜头时，需要调节镜头到相机的相对位置，使相机底片到镜头最后一面顶点的距离满足后截距的要求，即使底片位于镜头的像平面上。

相机接口即为相机和镜头的连接方式，同时也保证了相机和镜头的相对位置。早期的相机一般采用螺纹接口。随着相机的不断发展，接口需要传递更多的数据信息，螺纹接口已不能满足相机的要求了。

年，尼康、佳能、美能达这三大日本相机厂家各自推出了各自的相机接口，随后宾得、莱卡、奥林巴斯等其它厂家也相继推出的自己的相机接口。

随着技术不断进步，相机功能不断完善，各个厂家的相机接口也几经变换。目前，常用的一些接口类型如下表所示：

工作距离

在选择镜头时，为了确定系统的空间尺寸，往往需要了解镜头工作时的物距、像距以及镜头的两个主面之间的距离等参数。然而，物距、像距均是相对与镜头光学系统的主面位置而言的，而镜头的主面却难以直接确定，因此物距、像距等参数也难以直接测量得到。于是，镜头厂家提出了工作距离这一参数，同时也给出了在该工作距离处镜头的放大倍率，以方便使用者确认系统的空间尺寸。

然而，目前对于工作距离的定义还没有形成统一意见，主要有两种定义。第一种定义是指被摄物体到相机底片的距离；另一种定义是指被摄物体到镜头前端面的距离。目前，大部分相机镜头厂家均采用第一种定义。

景深

景深与物镜的焦距、光圈大小和摄影距离有关。光圈越小（F数越大），或摄影距离越大，景深就越大，但远景深度要比近景深度大。

若在同一距离用同一光圈值摄影时，焦距短的镜头，具有大的景深；反之，长焦距镜头的景深就小。

工作波长

光学镜头都是针对一定波长范围内的光波工作，自物面发出的光波，在此波长范围内的，能够通过镜头在像面上成一清晰像，而且能量衰减较小；而在此范围外的光波，则难以校正像差，成像质量差，分辨率低，而且能量衰减很大，甚至被光学介质材料所吸收，完全不能通过镜头。

光就其本质来说就是电磁波，按照波长通常将其划分成不同的光谱波段，如下表所示：

畸变

对于理想光学系统，在一对共轭的物像平面上，放大率是常数。但是对于实际的光学系统，仅当视场较小时具有这一性质，而当视场较大或很大时，像的放大率就要随着视场而异，这样就会使像相对于物体失去相似性。这种使像变形的成像缺陷称为畸变。若物面为如图a所示的正方形网格，那么，由正畸变的光学系统所成的像呈枕形，如图b；由负畸变光学系统所成的像呈桶形，如图c。图中虚线所示是理想像。

畸变在光学系统中只引起像的变形，对像的清晰度并无影响。因此，对于一般的光学系统，只要感觉不出它所成像的变形，这种成像缺陷就无妨碍。但是对于某些要利用像来测定物体大小尺寸的应用，畸变的影响就非常重要了，它直接影响测量精度，必须予以严格校正。

——完——

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