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關于工業鏡頭幾個參數的簡要介紹

時間:2012-08-03 17:40:36來源:天昊電氣有限公司

導語:?工業鏡頭

一、焦距

        焦距(f’):概念上講,無限遠目標的軸上共軛點是工業鏡頭的(像方)焦點,而此焦點到(像方)主面的距離稱為焦距。焦距描述了工業鏡頭的基本成像規律:在不同物距上,目標的成像位置和成像大小由焦距決定。

二、光圈/相對孔徑

        光圈和相對孔徑是兩個相關概念,相對孔徑(通常用D/f’表示)是鏡頭入瞳直徑與焦距的比值;而光圈(通常用F表示)是相對孔徑的倒數。

三、視場/視場角

        視場和視場角是相似概念,它們都是用來衡量工業鏡頭成像范圍的。在遠距離成像中,例如望遠鏡、航拍鏡頭等場合,工業鏡頭的成像范圍常用視場角來衡量,用成像最大范圍構成的張角表示(2ω)。在近距離成像中,常用實際物面的幅面表示(V x H)成像范圍,也稱為工業鏡頭的視場。這兩個概念的使用沒有絕對的界限,視使用方便而定。

 

四、工作距離(Work distance)

         工業鏡頭與目標之間的距離稱作工業鏡頭的工作距離。需要注意的是,一個實際工業鏡頭并不是對任何物距下的目標都能做到清晰成像(即使調焦也做不到),所以它允許的工作距離是一個有限范圍。

五、像面尺寸

         一個工業鏡頭能清晰成像的范圍是有限的,像面尺寸指它能支持的最大清晰成像范圍(通常用其直徑表示)。超過這個范圍成像模糊,對比度降低。所以在給工業鏡頭選配CCD時,可以遵循“大的兼容小的”原則進行。就是工業鏡頭的像面尺寸大于(或等于)CCD尺寸。

 

六、像質(MTF、畸變)

         像質指工業鏡頭的成像質量,用于評價一個工業鏡頭的成像優劣。傳函(調制傳遞函數的簡稱,用MTF表示)和畸變就是用于評價像質的兩個重要參數。

MTF:在成像過程中的對比度衰減因子。實際鏡頭成像,得到的像與實物相比,成像出現“模糊化”,對比度下降,通常用MTF來衡量成像優劣。

畸變:理想成像中,物像應該是完全相似的,就是成像沒有帶來局部變形,如下圖1。但是實際成像中,往往有所變形,如(b)(c)。畸變的產生源于工業鏡頭的光學結構、成像特性使然。畸變可以看作是像面上不同局部的放大率不一致引起的,是一種放大率像差。

 

七、工作波長與透過率

        工業鏡頭是成像器件,它的工作對象就是電磁波。一個實際的工業鏡頭在設計制造出來以后,都只能對一定波長范圍內的電磁波進行成像工作,這個波長范圍通常稱為工業鏡頭的工作波長。例如常見工業鏡頭工作在可見光波段(360nm——780nm),除此之外還有紫外或紅外工業鏡頭等。

        工業鏡頭的透過率是與工作波長相關的一項指標,用于衡量工業鏡頭對光線的透過能力。為了使更多了光線到達像面,工業鏡頭中使用的透鏡一般都是鍍膜的,因此鍍膜工藝、材料總的厚度和材料對光的吸收特性共同決定了鏡頭總的透過率。如下圖所示為某鏡頭的透過率曲線,不同波長光線的透過率是不一樣的。

 

八、景深

         在不做任何調節的情況下,在物方空間內,可接受的能清晰成像的空間范圍。超出景深范圍的目標,成像模糊,已不能接受。

九、接口

       工業鏡頭需要與相機進行配合使用,它們兩者之間的連接方式通常稱為接口。為提高各生產廠家鏡頭之間的通用性和規范性,業內形成了數種常用的固定接口,例如C口、CS口、F口等。

 

 

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