Lens Training

1、鏡頭基本參數(shù)鏡頭基本參數(shù)1、光圈（F）；2、焦距（f）；3、放大倍率（M）；4、景深（Depth of Field）。市場(chǎng)上常見鏡頭品牌市場(chǎng)上常見鏡頭品牌微距鏡頭微距鏡頭遠(yuǎn)心鏡頭遠(yuǎn)心鏡頭光圈（F）用于控制鏡頭通光量大小的裝置，類似人類的瞳孔，光圈越大，表示能進(jìn)入的光越多，反之越少。鏡頭上都會(huì)標(biāo)示最大光圈值，光圈值，是鏡頭的焦距/鏡頭通光直徑得出的相對(duì)值（相對(duì)孔徑的倒數(shù)）。例如針對(duì)50mm的標(biāo)準(zhǔn)鏡頭而言，最大的通光直徑為29.5mm，其最大光圈的計(jì)算值為50mm29.5mm=F1.7，這樣就能夠理解同一變焦鏡頭在不同的焦距下，雖然最大的通光直徑相同，但是換算之后其最大光圈是不同的。F值越大，光圈

2、越小，反之，F(xiàn)值越小，光圈越大。如標(biāo)示值為1:1.8，表示該鏡頭的最大光圈值為1.8，而數(shù)字越小，代表大光圈，反之越小。圖示：不同F(xiàn)值所代表的光圈大小焦距（f）：光通過鏡頭后匯集的點(diǎn)，該點(diǎn)到鏡頭之間的距離稱為焦距。圖示：光通過凸透鏡聚焦于一點(diǎn)放大倍率（M）定義為影像與實(shí)體的比值。圖示：?jiǎn)午R面的光學(xué)成像原理計(jì)算公式如下：解釋：其中M表示放大倍數(shù)，do代表物距，ho代表實(shí)體大小，而d1代表像距，h1代表影像大小。放大倍率 = CCD(橫向/縱向尺寸)/物體(橫向/縱向尺寸)景深（Depth of Field）：定義為能維持影像距焦的有效距離。想得到一張清晰的影像，影像需在距焦範(fàn)圍內(nèi)，景深就是決定這

3、個(gè)範(fàn)圍有多長(zhǎng)。若發(fā)現(xiàn)取到的影像位于距焦區(qū)內(nèi)只有部分是保存清晰，可能使用的鏡頭景深過短，此時(shí)可將鏡頭光圈調(diào)小、或替換短焦聚的鏡頭，再不然就是將物距（do）拉長(zhǎng)，透過這叁種調(diào)整方式都有機(jī)會(huì)改善景深不足的現(xiàn)象。圖示：調(diào)整光圈來改善景深 景深與鏡頭光圈、焦距、拍攝距離的關(guān)系光圈越大，景深越??；光圈越小，景深越大鏡頭焦距越長(zhǎng)，景深越??；焦距越短，景深越大；距離越遠(yuǎn)，景深越大；距離越近，景深越小。鏡頭一般鏡頭分類選完相機(jī)，接著需要挑選一顆適合影像系統(tǒng)的鏡頭，常見的鏡頭有兩類：1. CCTV Lens，2. Telecentric Lens；各類優(yōu)點(diǎn)在于，CCTV Lens鏡頭價(jià)格便宜且容易取得而 Tele

4、centric Lens 則是不需要調(diào)整光圈，取像品質(zhì)好，在有效的景深（DOF） 內(nèi)，既使晃動(dòng)下還是能保持清晰的影像。 CCTV Lens Telecentric Lens 圖示：上圖為常見的鏡頭類型什么情況下可能會(huì)需要選用 CCTV 或 Telecentric 的鏡頭呢一般平面檢測(cè)項(xiàng)目，CCTV 鏡頭就足夠，但 CCTV 的鏡頭有個(gè)致命傷，那就是成像尺寸會(huì)受待測(cè)物距離鏡頭的位置會(huì)影響，下圖解釋使用CCTV 與 Telecentric 拍攝 45 度斜面所得到的影像差異若今天要檢測(cè)的項(xiàng)目與尺寸量測(cè)有關(guān)，而待測(cè)物體的外型又剛好較立體，此時(shí)就必須考慮使用Telecentric 鏡頭，在有效的景深內(nèi)

5、，不管物體遠(yuǎn)近，拍攝到的影像尺寸會(huì)表現(xiàn)一致。圖示：不同類型鏡頭，會(huì)因距離鏡頭遠(yuǎn)近所造成的像差另外，在選擇鏡頭時(shí)，可以注意一下規(guī)格書上是否有標(biāo)示變形量 （Distortion），變形量越少，表示影像失真度越低，檢測(cè)的尺寸誤差就會(huì)越少。理想的取像畫面應(yīng)該與待測(cè)物成比例，由于鏡頭本身有弧度，所以鏡頭中心點(diǎn)到周圍會(huì)產(chǎn)生些許的變形量，一般的 CCTV 鏡頭或多或少都會(huì)有輕微枕狀變形或桶狀變形，而好一點(diǎn)的鏡頭因鏡頭材質(zhì)與加工都比較優(yōu)良，所以變形量會(huì)降低不少。圖示：鏡頭失真造成的變形量 視覺集成的選型過程：相機(jī) 鏡頭 光源； 確認(rèn)相機(jī)感光元件尺寸（不是像元數(shù)，因?yàn)?00萬的CCD相機(jī)是2/3，如果是500萬

6、的CMOS可能只有1/2.5）：1/3, 1/2.5, 1/2, 1/1.8, 2/3, 1, 1.2,4/3；（備注：工業(yè)鏡頭芯片尺寸單位為inch，此處1英寸=16mm，而非25mm） 鏡頭接口：C，CS（可接5mm轉(zhuǎn)接環(huán)當(dāng)C口鏡頭使用），F(xiàn) 視野要求(配合相機(jī)感光元尺寸得出放大倍率) 景深要求 所留的空間和機(jī)械尺寸（有的遠(yuǎn)心鏡頭的尺寸和工作距離特別的大） 鏡頭選型要求再代入計(jì)算焦距f公式：f(焦距值）=M（放大倍率）*WD(工作距離）可以得到符合需求的鏡頭實(shí)際的焦距需大于該數(shù)值。市面上有多家鏡頭廠商都有提供鏡頭目錄或軟體查詢，只要將目前環(huán)境所需要的參數(shù)填入，便可快速找到適當(dāng)?shù)溺R頭。舉例：

7、 CCD尺寸,2/3”對(duì)應(yīng)尺寸：8.8x6.6mm 物體尺寸：8.8mmx3.3mm 工作距離：100mm 則焦距值f1=(8.8/8.8)x100mm=100mm（放大倍率M1=1X) f2=(6.6/3.3)x100mm=200mm (放大倍率M2=2X) 此時(shí)出現(xiàn)兩個(gè)焦距值，則我們?nèi)≥^小數(shù)值的，即合適焦距為f=100mm 焦距越小，鏡頭的張角越大，看到的視野也越大。 所以為了滿足看到全視野的物體，要選擇f1.鏡頭品牌品牌品牌價(jià)格價(jià)格國(guó)家國(guó)家OPTO-engineering中高，以遠(yuǎn)心鏡頭和特殊鏡頭為主意大利Edmund中高，以鏡片為主，也做鏡頭美國(guó)Navitar中美國(guó)Schneider高

8、，微距鏡頭較多，F(xiàn)口鏡頭較多德國(guó)Zeiss高，民用為主，工用極少德國(guó)Schott-Motitex中，德國(guó)肖特收購(gòu)了moritex（茉莉特）德國(guó)VST中高，國(guó)內(nèi)深圳的工廠生產(chǎn)的普通鏡頭相對(duì)較便宜日本Computar低，同型號(hào)幾乎市場(chǎng)最低價(jià)，基本到處可見日本Tamron中低，民用為主日本PENTAX中低日本視清視清VICO中低中國(guó)深圳燦瑞燦瑞Canrill中低中國(guó)深圳普密斯普密斯Pomes中低中國(guó)東莞微距鏡頭微距鏡頭是一種用作微距攝影的特殊鏡頭，主要用于拍攝十分細(xì)微的物體。為了對(duì)距離極近的被攝物也能正確對(duì)焦，微距鏡頭通常被設(shè)計(jì)為能夠拉伸得更長(zhǎng)，以使光學(xué)中心盡可能遠(yuǎn)離感光元件，同時(shí)在鏡片組的設(shè)計(jì)上，也必須注重于近距離下的變形與色差等的控制。大多數(shù)微距鏡頭的焦長(zhǎng)都大于標(biāo)準(zhǔn)鏡頭。1、景深大2、景深范圍內(nèi)物像倍率不變。3、畸變低通常1%（全幅畫面）4、垂直成像時(shí)，無投影現(xiàn)象5.市場(chǎng)價(jià)格比較高遠(yuǎn)心遠(yuǎn)心鏡頭鏡頭物側(cè)遠(yuǎn)心鏡頭：物方主光線平行于光軸主光線的會(huì)聚中心位于像方無限遠(yuǎn)，稱之為：物方遠(yuǎn)心光路。其作用