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鏡頭分類
時間:2011年1月12日 共閱【 4893 】次 【 字體: 】【打印此頁】 【返回
 
(1)按外形功能分類
      可分為球面鏡頭、非球面鏡頭、針孔鏡頭、魚眼鏡頭等。
(2) 按尺寸大小分類
      可分為1英寸、1/2英寸、1/3英寸、1/4英寸等。
      攝像頭鏡頭規格應視攝像頭的CCD尺寸而定,兩者應相對應,即攝像頭的CCD靶面大小為1/2英寸時,鏡頭應選1/2英寸。攝像頭的CCD靶面大小為1/3英寸時,鏡頭應選1/3英寸。攝像頭的CCD靶面大小為1/4英寸時,鏡頭應選1/4英寸。如果鏡頭尺寸與攝像頭CCD靶面尺寸不一致時,觀察角度將不符合設計要求,或者發生畫面在焦點以外等問題。
(3) 按鏡頭光圈分類
      可分為手動光圈(manual iris)和自動光圈(auto iris),配合攝像頭使用,手動光圈鏡頭適合于亮度不變的應用場合,自動光圈鏡頭因亮度變更時其光圈亦作自動調整,故適用亮度變化的場合。
(4)按變焦類型分類
      根據焦距能否調節,可分為定焦距鏡頭和變焦距鏡頭兩大類。依據焦距的長短,定焦距鏡頭又可分為魚眼鏡頭、短焦鏡頭、標準鏡頭、長焦鏡頭四大類。需要注意的是焦距的長短劃分并不是以焦距的絕對值為首要標準,而是以像角的大小為主要區分依據,所以當靶面的大小不等時,其標準鏡頭的焦距大小也不同。變焦鏡頭上都有變焦環,調節該環可以使鏡頭的焦距值在預定范圍內靈活改變。變焦距鏡頭最長焦距值和最短焦距值的比值稱為該鏡頭的變焦倍率。變焦鏡頭有可分為手動變焦和電動變焦兩大類。
  變焦鏡頭由于具有可連續改變焦距值的特點,在需要經常改變攝影視場的情況下非常方便使用,所以在攝影領域應用非常廣泛。但由于變焦距鏡頭的透鏡片數多、結構復雜,所以最大相對孔徑不能做得太大,致使圖像亮度較低、圖像質量變差,同時在設計中也很難針對各種焦距、各種調焦距離做像差校正,所以其成像質量無法和同檔次的定焦距鏡頭相比。
變焦距鏡頭
定焦距鏡頭
手動變焦 電動變焦
魚眼鏡頭 短焦鏡頭 標準鏡頭 長焦鏡頭
  實際中常用的鏡頭的焦距是從4毫米到300毫米的范圍內有很多的等級,如何選擇合適焦距的鏡頭是在機器視覺系統設計時要考慮的一個主要問題。光學鏡頭的成像規律可以根據兩個基本成像公式牛頓公式和高斯公式來推導,對于機器視覺系統的常見設計模型,我們一般是根據成像的放大率和物距這兩個條件來選擇合適焦距的鏡頭的,在此給出一組實用的計算公式:

  放大率:m=h’/h=L’/L
物距:L = f(1+1/m)
  像距:L’= f(1+m)
焦距:f = L/(1+1/m)
  物高:h = h’/m = h’(L-f)/f
像高:h’ = mh = h(L’-f)/f

(5)按焦距長短分類
      可分為長焦距鏡頭、標準鏡頭、廣角鏡頭、變焦距鏡頭等。長焦距鏡頭因入射角較狹窄,故僅能提供狹窄視景,適用于長距離監視;標準鏡頭,即中焦距鏡頭,焦距的長度視CCD的尺寸而定。廣角鏡頭,即短焦距鏡頭,因入射角較寬,可提供一個較寬廣的視野。變焦距鏡頭通常為電動式,可作廣角、標準或遠望等鏡頭使用。
(6)特殊用途鏡頭
      · 顯微鏡頭(Micro),一般是指成像比例大于10:1的拍攝系統所用,但由于現在的攝像頭的像元尺寸已經做到3微米以內,所以一般成像比例大于2:1時也會選用顯微鏡頭。
      · 微距鏡頭(Macro),一般是指成像比例為2:1~1:4的范圍內的特殊設計的鏡頭。在對圖像質量要求不是很高的情況下,一般可采用在鏡頭和攝像頭之間加近攝接圈的方式或在鏡頭前加近拍鏡的方式達到放大成像的效果。
      · 遠心鏡頭(Telecentric),主要是為糾正傳統鏡頭的視差而特殊設計的鏡頭,它可以在一定的物距范圍內,使得到的圖像放大倍率不會隨物距的變化而變化,這對被測物不在同一物面上的情況是非常重要的應用。
      · 紫外鏡頭(Ultraviolet)和紅外鏡頭(Infrared),一般鏡頭是針對可見光范圍內的使用設計的,由于同一光學系統對不同波長的光線折射率的不同,導致同一點發出的不同波長的光成像時不能會聚成一點,產生色差。常用鏡頭的消色差設計也是針對可見光范圍的,紫外鏡頭和紅外鏡頭即是專門針對紫外線和紅外線進行設計的鏡頭。
(7)特殊用途鏡頭
      鏡頭和攝像頭之間的接口有許多不同的類型,工業攝像頭常用的包括C接口、CS接口、F接口、V接口、T2接口、徠卡接口、M42接口、M50接口等。接口類型的不同和鏡頭性能及質量并無直接關系,只是接口方式的不同,一般可以也找到各種常用接口之間的轉接口。
     · C接口和CS接口是工業攝像頭最常見的國際標準接口,為1英寸-32UN英制螺紋連接口,C型接口和CS型接口的螺紋連接是一樣的,區別在于C型接口的后截距為17.5mm,CS型接口的后截距為12.5mm。所以CS型接口的攝像頭可以和C口及CS口的鏡頭連接使用,只是使用C口鏡頭時需要加一個5mm的接圈;C型接口的攝像頭不能用CS口的鏡頭。
      · F接口鏡頭是尼康鏡頭的接口標準,所以又稱尼康口,也是工業攝像頭中常用的類型,一般攝像頭靶面大于1英寸時需用F口的鏡頭。
      · V接口鏡頭是著名的專業鏡頭品牌施奈德鏡頭所主要使用的標準,一般也用于攝像頭靶面較大或特殊用途的鏡頭

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