工業(yè)鏡頭

　　鏡頭的基本功能就是實現光束變換（調制），在機器視覺系統(tǒng)中，鏡頭的主要作用是將成像目標在圖像傳感器的光敏面上。鏡頭的質量直影響到機器視覺系統(tǒng)的整體性能，合理地選擇和安裝鏡頭，是機器視覺系統(tǒng)設計的重要環(huán)節(jié)。

　　工業(yè)鏡頭作用

　　將折射率不同的各種硝材通過研磨，加工成高精度的曲面、把這些鏡頭進行組合，就是設計鏡頭。從伽利略時代開始使用的普遍技術是其基本原理。為得到更清晰的圖像，一直在研究開發(fā)試制新的硝材和非球面鏡片。

　　工業(yè)鏡頭采用了哪些關鍵技術

　　1.調焦技術

　　對于鏡頭來講，不同物距上的目標成像的像距是不同的。對于需要觀察的目標，它的成像面不一定與相機感光面重合，為了得到清晰像，就需要調整成像面的位置使之與感光面重合，這個過程就是調焦。

　　整組移動

　　這種調焦方式，就是調節(jié)過程中整個鏡頭一起前后移動，帶動像面隨之移動，在像面與相機感光面重合時，成像最清晰。這種整體調焦方式，不改變鏡頭的光學結構，鏡頭焦距沒有變化。

　　單組移動

　　還有一種調焦方式，就是調節(jié)鏡頭中的某一組透鏡，使它想杜宇其他透鏡前后移動，也能帶動像面平移，最終使像面與感光面重合，達到成像清晰。這種調焦方式，改變了鏡頭的光學結構，鏡頭焦距有所變化（一般不大）。

　　例如，前面的透鏡組對無窮遠的目標成像在Image面上（也是CCD感光面位置），后工作距離L’,現在要對近處目標成像，像面位置在Image‘，為了成像清晰需要調焦。

　　一種辦法就是整個透鏡組一起相對CCD往前移動，使后工作距離擴大到L“，CCD感光面與像面重合，成像清晰。這種辦法就是整組移動式調焦。如下圖所示。

　　還有一種調焦辦法：只移動透鏡組中的某一（或幾個一起）單透鏡，也能達到調焦的目的，如下圖所示。將第四透鏡從位置A向前移動到A‘，對近距離的目標來說，成像面也回到與CCD重合的位置，使成像清晰。這種調焦方式就稱為單組移動式調焦。

　　2.變焦技術

　　所謂變焦，指的是鏡頭本身可以通過調節(jié)，使焦距有較大的變化范圍（通常用焦距變化的倍數來衡量，例如4倍變焦指最大焦距是最小焦距的4倍）。這種鏡頭使用中，可以通過變焦，改變成像放大倍率（在“大場景“和”局部特寫“之間隨意轉換），適應性強，使用范圍很廣。

　　變焦的實現方式：變焦過程中，通過光學系統(tǒng)中的兩組（或更多）透鏡相對移動，改變整個系統(tǒng)（鏡頭）的組合焦距，且同時保證像面位置不動，使圖像放大倍率改變而且成像始終清晰。

　　它與單組移動式調焦不同的，單組移動式調焦意在改變成像面的位置（雖然也會引起鏡頭焦距的微小改變）；而變焦意在改變鏡頭的焦距（一般都是數倍的改變），它要求穩(wěn)定像面不動。

　　3.自動光圈

　　調節(jié)鏡頭的光圈，實質上是改變了孔徑光闌的孔徑大小，從而改變了進光量，達到成像面亮度調節(jié)的目的。

　　這個過程，可以手動完成，也可以通過電機驅動來完成，后一種實現方式就是自動光圈調節(jié)。

　　4.遠心（焦闌）鏡頭

　　遠心光路，一般地，可以分為物方遠心光路和像方遠心光路兩種

　　孔徑光闌位于鏡頭像方焦面上（“焦闌“因此得名），入瞳位于物方無限遠處，這樣的光路稱為物方遠心光路。這種光路的特點：物方入射主光線（紅色表示）與光軸平行。

　　孔徑光闌位于物方焦面上，出瞳位于像方無限遠處，這樣的光路稱為像方遠心光路。這種光路的特點是：像方出射主光線（紅色表示）與光軸平行。

　　這兩種光路本質上是相通的，是同一種光路（焦闌）的正向和反向應用。它們較多的出現在測量儀器中，結合實際的應用會表現出格子的特點，需要加以注意。物方遠心光路的成像特點是：像的大小對物距不敏感，但是對像距很敏感；而像方遠心光路的成像特點是，像的大小對物距很敏感，但是對像距不敏感。

　　采用這兩種遠心光路設計制作的鏡頭，分別稱作物方或者像方遠心鏡頭。