鏡頭的基本參數及相關(guān)知識(一)
3D視覺(jué)傳感器鏡頭的基本原理
3D機器視覺(jué)鏡頭的光學(xué)系統一般是由若干組透鏡組成。每組透鏡可能是一個(gè)單透鏡,也可能是由兩片或兩片以上單片透鏡互相膠合而成。
機器視覺(jué)鏡頭都是厚透鏡。但在大多數情況下,薄透鏡的幾何關(guān)系和參數計算,可以用來(lái)作為選擇鏡頭的依據。
光學(xué)鏡頭的主要參數
視野 (Field of view):或者叫視場(chǎng)角,圖像采集設備所能夠覆蓋的范圍,即和靶面上的圖像所對應的物平面的尺寸;
工作距離(Working Distance):一般指鏡頭前端到被測物體的距離,小于最小工作距離系統一般不能清晰成像;
景深(Depth Of Field)以鏡頭最佳聚焦時(shí)的WD為中心,前后存在一個(gè)范圍,在此范圍內鏡頭 都可以清晰成像。
相對孔徑:是指該鏡頭的入射光孔直徑(用D表示)與焦距(用f表示)之比,即 D/f;
最大相對孔徑:它往往標示在鏡頭上,如1:1.2或f/1.2 ;
光圈系數:相對孔徑的倒數稱(chēng)為光圈系數,用F表示。
分辨率(Resolution)
指在像面處鏡頭在單位毫米內能夠分辨的黑白相間的條紋對數。
分辨率為1/2d,d為線(xiàn)寬。單位是”線(xiàn)對/毫米”(lp/mm)
分辨率(Resolution) 理想鏡頭的焦平面上能分辨清的條紋之間的間距為
δ=1.22λ · F
其倒數即為理想鏡頭的分辨率, λ為光的波長(cháng),F為光圈系數值
NL = 1/(1.22λ · F)
大多數便宜的鏡頭分辨率在50lp/mm,相當于水平分辨率700個(gè)像素,用于對分辨率要求不高的視覺(jué)系統,和相當于VGA級以下分辨率的相機相配。
百萬(wàn)像素級以上的鏡頭,鏡頭分辨率可達100lp/mm及以上,和相當于水平分辨率達1280的相機相配。
影響分辨率的主要因素:
鏡頭結構、材質(zhì)、加工精度等。其它因素:
鏡頭光圈越大,分辨率越高;
光波長(cháng)度,波長(cháng)越短分辨率越高;
同檔次的固定焦距鏡頭比變焦鏡頭分辨率高;
短焦鏡頭一般邊緣分辨率比中心低,長(cháng)焦鏡頭 一般中心比邊緣分辨率低。
景深和鏡頭的焦距、光圈、物距有關(guān):
光圈越小,景深越大
拍攝距離越大,景深越大;
焦距越短,景深越大。
鏡頭的畸變
被攝物平面內的主軸外直線(xiàn),經(jīng)光學(xué)系統成像后變?yōu)榍€(xiàn),則此光學(xué)系統的成像誤 差稱(chēng)為畸變。
畸變像差只影響成像的幾何形狀,而不影響成像的清晰度。
畸變定義為實(shí)際像高y ‘與理想像高 yo之差y’ - yo ‘,而在實(shí)際應用中經(jīng)常將其與理想像高 yo ‘之比的百分數來(lái)表示畸變,稱(chēng)為相對畸變
短焦距鏡頭一般表現為桶形失真,長(cháng)焦距鏡頭一般表現為枕形失真。
人眼感覺(jué)不到小于2%的畸變。在進(jìn)行精度較高的測量時(shí),需要校正畸變!
定焦距鏡頭
變焦距鏡頭
特殊鏡頭
微距鏡頭(Macro)
顯微鏡頭(Micro)
遠心鏡頭(Telecentric)
紅外線(xiàn)鏡頭(Infrared)
紫外線(xiàn)鏡頭(Ultraviolet)
鏡頭的分類(lèi)
定焦距鏡頭按等效焦距分為:
魚(yú)眼鏡頭:6-16mm
超廣角鏡頭:17-21mm
廣角鏡頭:24-35mm
標準鏡頭:45-75mm
長(cháng)焦鏡頭:150-300mm
超長(cháng)焦鏡頭:300mm以上
機器視覺(jué)鏡頭都是厚透鏡。但在大多數情況下,薄透鏡的幾何關(guān)系和參數計算,可以用來(lái)作為選擇鏡頭的依據。如您對3D視覺(jué)相機感興趣,可以登錄美城官網(wǎng)www.magichan.com查看詳情。如果您需要更多的信息,可直接與我們聯(lián)系,還可以提供技術(shù)支持。
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