简介

主要用于将目标成像在图像传感器的光敏面上，它们在机器视觉系统中扮演着核心角色。这些镜头专门应用于工业制造，具有高鲁棒性和广泛的广角视野，能在极端的工作环境下稳定工作。工业镜头的成像效果比普通镜头更清晰，并且具有抗干涉和抗冲击的特性，适合在工业生产的恶劣环境中使用。

镜头的基本功能：就是实现光束变换（调制），镜头的质量直影响到机器视觉

系统的整体性能，合理地选择和安装镜头，是机器视觉系统设计的重要环节。

镜头的成像原理：

镜头的成像原理基本和透镜一样

镜头组成

光圈环: 控制镜头入光量的光学装置。对于已经制造好的镜头，我们不可能随便改变镜头的直径，但是我们可以通过在镜头内部加入多边形或者圆形，并且面积可变的孔状光栅来达到控制镜头通光量

聚焦环:改变成像最清晰的平面到镜头的距离，也就是说，调节对焦环来保证被摄主体是清晰的。

对视觉系统的影响：图像不清晰，难以呈现很好的图像效果，降低系统精度，直接影响到机器视觉系统的整体性能

分类

按功能分类：

定焦镜头、变焦镜头、定光圈镜头

按视角分类：

普通镜头、广角镜头、远摄镜头

按焦距分类：

短焦距镜头、中焦距镜头、长焦距镜头

按用途分类：

显微镜头、远心镜头、FA镜头

 

远心镜头

径向畸变：径向畸变是沿着透镜半径方向分布的畸变，产生原因是光线在远离透镜中心的地方比靠近中心的地方更加弯曲，这种畸变在普通廉价的镜头中表现更加明显，径向畸变主要包括桶形畸变和枕形畸变两种。

 

远心镜头（Telecentric）：主要是为纠正传统镜头的视差而特殊设计的镜头，它可以在一定的物距范围内，使得到的

图像放大倍率不会随物距的变化而变化，这对被测物不在同一物面上的情况是非常重要的应用。

 

 

远心镜头分类

根据远心镜头分类设计原理分别为：

物方远心镜头

物方远心光路设计原理及作用：

物方主光线平行于光轴主光线的会聚中心位于像方无限远,称之为：物方远心光路。其作用为：可以消除物方由于调焦不准确带来的读数误差。

 

两侧远心镜头

两侧远心光路设计原理及作用：

综合了物方/像方远心的双重作用。主要用于视觉测量检测领域。

 

远心镜头技术优势：

1. 高分辨率
2. 真正的远心设计，超宽景深与低畸变
3. 独特的平行光路设计

主要参数

焦距（Focal Length）

焦距是从镜头的中心点到胶平面上所形成的清晰影像之间的距离。

光圈(Iris)

用F表示，以镜头焦距f和通光孔径D的比值来衡量。

对应最大CCD尺寸(Sensor Size)

镜头成像直径可覆盖的最大CCD芯片尺寸。主要有：1/2″、2/3″、1″和1″以上。

接口(Mount)

镜头与相机的连接方式。常用的包括C、CS、F、V、T2、Leica M（德国徕卡）等。

景深(Depth of Field,DOF)

景深是指在被摄物体聚焦清楚后，在物体前后一定距离内，其影像仍然清晰的范围。

分辨率(Resolution)

分辨率代表镜头记录物体细节的能力，以每毫米里面能够分辨黑白对线的数量为计量单位。

工作距离(Working distance,WD)

镜头第一个工作面到被测物体的距离。

视野范围(Field of View,FOV)

相机实际拍到区域的尺寸。

光学放大倍数(Magnification,ß) CCD/FOV

即芯片尺寸除以视野范围。

选型

首先要选择合适的镜头。选择镜头应该遵循以下原则：

1. 与之相配的相机的芯片尺寸是多大
2. 相机的接口类型是哪种的，C接口，CS接口还是其它接口；
3. 镜头的工作距离；
4. 镜头视场角；
5. 镜头光谱特性
6. 镜头畸变率；
7. 镜头机械结构尺寸