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光学成像系统之工业镜头
日期:2014-05-28
来源:三姆森科技
机器视觉系统中,镜头相当于人的眼睛,其主要作用是将目标的光学图像聚焦在图像传感器(相机)的光敏面阵上。视觉系统处理的所有图像信息均通过镜头得到,镜头的质量直接影响到视觉系统的整体性能。一旦信息在成像系统有严重损失,在后面的环节中试图恢复是非常困难的。合理选择镜头、设计成像光路是视觉系统的关键技术之一。
镜头的种类繁多,从焦距上分类,可以分为短焦距、中焦距、长焦距和变焦距镜头;从视场的大小分类,可以分为广角、标准、远摄镜头;从结构上分类,还可以分为固定光圈定焦镜头、手动光圈定焦镜头,自动光圈定焦镜头,手动变焦镜头、自动光圈电动变焦镜头、电动三可变镜头(光圈、焦距、聚焦这三者均可)等类型。
镜头成像或多或少会存在畸变。较大的畸变会给视觉系统带来很大困扰,在成像设计时应对此有详细的考虑,包括选用畸变小的镜头,有效视场只取畸变较小的中心视场等。镜头另一个特性是其光谱特性,主要受镜头镀膜的干涉特性和材料的吸收特性影响。要求尽量做到镜头最高分辨率的光线应与照明波长、CCD器件接受波长相匹配,并使光学镜头对该波长的光线透过率尽可能提高。在成像系统中选用适当的滤光片可以达到一些特殊的效果。另外,成像光路的设计还需要重视各种杂散光的影响。
镜头也是电视监控中必不可少的部件,镜头与CCD 工业相机配合,可以将远距离目标成像在工业相机的 CCD 靶面上,再通过它将光学成像系统所形成的光学图像转变成视频/数字信号。