工業(yè)鏡頭機(jī)器視覺(jué)鏡頭(1)

1、.永遠(yuǎn)做得比要求的更好永遠(yuǎn)做得比要求的更好Do better than asked forever機(jī)器視覺(jué)工業(yè)鏡頭專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)詳解.機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)中，鏡頭相當(dāng)于人的眼睛，其主要作用是將目標(biāo)的光學(xué)圖像聚焦在圖像傳感器（相機(jī)）的光敏面陣上。視覺(jué)系統(tǒng)處理的所有圖像信息均通過(guò)鏡頭得到，鏡頭的質(zhì)量直接影響到視覺(jué)系統(tǒng)的整體性能。下面對(duì)機(jī)器視覺(jué)工業(yè)鏡頭的相關(guān)專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)做以詳解。.一、失真一、失真可分為枕形失真和桶形失真，如下圖示：.二、電視失真二、電視失真 實(shí)際邊長(zhǎng)的歪曲形狀與理想的形狀的百分比算出的值。三、光學(xué)倍率三、光學(xué)倍率.四、監(jiān)視放大四、監(jiān)視放大計(jì)算方法：例：VS-MS110 x鏡頭 1/2” CCD 照相

2、機(jī), 14”監(jiān)視器上的成像0.1mm的物體在監(jiān)視器得到的是44.45mm的成像有時(shí)根據(jù)TV監(jiān)視器的掃描狀態(tài)，以上的簡(jiǎn)易計(jì)算將有一些變化。.五、解析度五、解析度表示了所能見(jiàn)到了2點(diǎn)的間隔0.61x 使用波長(zhǎng)()/ NA=解析度()以上的計(jì)算方法理論上可以計(jì)算出解析度，但不包括失真。使用波長(zhǎng)為550nm六、解像力六、解像力mm中間可以看到黑白線的條數(shù)。單位（lp）/mm.七、七、MTF（ModulationTransferFunction）成像時(shí)再現(xiàn)物體表面的濃淡變化而使用的空間周波數(shù)和對(duì)比度。 八、工作距離（八、工作距離（WorkingDistance）鏡頭的鏡筒到物體的距離 .十一、照相機(jī)十一

3、、照相機(jī)MountC-mount: 1 diameter x 32 TPI: FB: 17.526mmCS-mount: 1 diameter x 32 TPI: FB: 12.526mmF-mount: FB:46.5mmM72-Mount: FB 廠家各有不同十二、視野十二、視野(FOV)視野指使用照相機(jī)以后看到的物體側(cè)的范圍照相機(jī)有效區(qū)域的縱向長(zhǎng)度（V）/光學(xué)倍率（M）視野（V）照相機(jī)有效區(qū)域的橫向長(zhǎng)度（H）/光學(xué)倍率（M）視野（H）.技術(shù)資料上的視野范圍是指由光源及有效區(qū)域的一般數(shù)值計(jì)算出來(lái)的值。照相機(jī)有效區(qū)域的縱向長(zhǎng)度（V）or（H）=照相機(jī)一個(gè)畫(huà)素的尺寸有効畫(huà)素?cái)?shù)（V）or（H）來(lái)

4、計(jì)算。.十三、景深十三、景深景深是指成像后物體的距離。同樣，照相機(jī)側(cè)的范圍稱(chēng)為焦點(diǎn)深度。具體的景深的值多少略有不同。十四、焦距十四、焦距()（Focal Length）光學(xué)系的后主點(diǎn)（H2）到焦點(diǎn)面的距離。十五、十五、FNO鏡頭從無(wú)限遠(yuǎn)時(shí)，亮度表示的數(shù)值，值越小越亮。FNO=焦距/入射孔徑或有効口徑=f/D十六、實(shí)效十六、實(shí)效F有限距離時(shí)鏡頭的明亮度。實(shí)效F = (1 +光學(xué)倍率) x F#實(shí)效F = 光學(xué)倍率 / 2NA .十七、十七、NA（NumericalAperture）物體側(cè)的 NA = sin u x n成像側(cè)的NA = sin ux n 如下圖所示 入社角度 u, 物體側(cè)折射率n

5、, 成像側(cè)的折射率 nNA = NA x 放大率 .十八、邊緣亮度十八、邊緣亮度相對(duì)照度是指中央的照度與周邊的照度的百分比。 十九、遠(yuǎn)心鏡頭十九、遠(yuǎn)心鏡頭s主光線與鏡頭光源平行的鏡頭。有物體側(cè)的遠(yuǎn)心，成像側(cè)的遠(yuǎn)心，兩側(cè)的遠(yuǎn)心行頭等方式。二十、遠(yuǎn)心二十、遠(yuǎn)心Telecentricity是指物體的倍率誤差。倍率誤差越小，Telecentricity越高。Telecentricity有各種不同的用途，在鏡頭使用前，把握Telecentricity很重要。.遠(yuǎn)心鏡頭的主光線與鏡頭的光軸平行，Telecentricity不好，遠(yuǎn)心鏡頭的使用效果就不好；Telecentricity可以用下圖進(jìn)行簡(jiǎn)單的確認(rèn)

6、。.二十一、景深二十一、景深(DOF)景深（Depth of Field）可以用以下的計(jì)算式計(jì)算出來(lái)：景深 = 2 x Permissible COC x 實(shí)效F / 光學(xué)倍率 = 允許誤差值 / (NA x 光學(xué)倍率)(使用的是0.04mm的Permissible COC).二十二、通風(fēng)盤(pán)及解析度二十二、通風(fēng)盤(pán)及解析度Airy Disk是指通過(guò)沒(méi)有失真的鏡頭在將光集中一點(diǎn)時(shí)，實(shí)際上形成的是一個(gè)同心圓。這個(gè)同心圓就叫做Airy Disk。Airy Disk的半徑r可以通過(guò)以下的計(jì)算公式計(jì)算出來(lái)。這個(gè)值稱(chēng)為解析度。= 0.61/NA Airy Disk的半徑隨波長(zhǎng)改變而改變，波長(zhǎng)越長(zhǎng)，光越難集中

7、于一點(diǎn)。例：NA0.07的鏡頭波長(zhǎng)550nm r=0.61*0.55/0.07=4.8.二十三、二十三、MTF及解析度及解析度MTF（Modulation Transfer Function) 是指物體表面的濃淡變化，成像側(cè)也被再現(xiàn)出來(lái)。表示鏡頭的成像性能，成像再現(xiàn)物體的對(duì)比度的程度。測(cè)試對(duì)比性能，用的是具有特定空間周波數(shù)的黑白間隔測(cè)試。空間周波數(shù)是指mm的距離濃淡變化圖1所示，黑白矩陣波，黑白的對(duì)比度為100%.這個(gè)對(duì)象被鏡頭攝影后，成像的對(duì)比度的變化被定量化?；旧?，不管什么鏡頭，都會(huì)出現(xiàn)對(duì)比度降低的情況。最終對(duì)比度降低至0%。不能進(jìn)行顏色的區(qū)別。的程度。 . 圖2、3顯示了物體側(cè)與成像側(cè)的空間周波數(shù)的變化。橫軸表示空間周波數(shù)，縱軸表示亮度。物體側(cè)與成像側(cè)的對(duì)比度由A、B計(jì)算出來(lái)。MTF由A,B的比率計(jì)算出來(lái)。 解析度與MTF