工业镜头知识以及相关资料

1、什么是 CCD(Charge Coupled Device？) 是电荷藕合器件图像传感器。它使用一种高感光度的半导体材料制 成，能把光线转变成电荷， 通过模数转换器芯片转换成数字信号，数 字信号经过压缩以后由相机内部的闪速存储器或内置硬盘卡保存， 因 而可以轻而易举地把数据传输给计算机，并借助于计算机的处理手 段，根据需要和想像来修改图像。 CCD由许多感光单位组成，通常以 百万像素为单位。当 CCD 表面受到光线照射时，每个感光单位会将 电荷反映在组件上， 所有的感光单位所产生的信号加在一起， 就构成 了一幅完整的画面。 CCD和传统底片相比， CCD 更接近于人眼对视觉的工作方式。 只 不

2、过，人眼的视网膜是由负责光强度感应的杆细胞和色彩感应的锥细 胞，分工合作组成视觉感应。 CCD经过长达 35 年的发展，大致的形 状和运作方式都已经定型。 CCD 的组成主要是由一个类似马赛克的 网格、聚光镜片以及垫于最底下的电子线路矩阵所组成。 目前有能力生产 CCD 的公司分别为： SONY、Philps、Kodak、 Matsushita、Fuji 和 Sharp，大半是日本厂商。 目前数码相机的核心成像部件有两种： 一种是广泛使用的 CCD电（ 荷藕合 ）元件；另一种是 CMOS（互补金属氧化物导体 ）器件。 口的区别？ 镜头接口中的 以镜头安装分类 所有的摄象 机镜头均是螺纹口的，

3、CCD摄象机的镜头安装有两种工业标准，即 C 安装座和 CS安装座。两者螺纹部分相同，但两者从镜头到感光表面 的距离不同。 C 安装座：从镜头安装基准面到焦点的距离是 17.526mm。 CS安装座： 特种 C安装，此时应将摄象机前部的垫圈取 下再安装镜头。其镜头安装基准面到焦点的距离是 12.5mm。如果要 将一个 C 安装座镜头安装到一个 CS安装座摄象机上时，则需要使用 镜头转换器 什么是景深？ 景深就是对好焦的范围。 它能决定是把背景模糊化来突出拍摄对 象，还是拍出清晰的背景。 我们经常能够看到拍摄花，昆虫等的照片 中，将背景拍得很模糊。但是在拍摄纪念照或集体照，风景等的照片 一般会把

4、背景拍摄得和拍摄对象一样清晰。 在例图中我们可以看到， 第一张照片中汽车和背景同样清晰， 我们称之为景深深， 第二张照片 中只有汽车是清晰的，而背景很模糊，我们称之为景深浅。 调节景 深最简单的方法就是改变光圈大小。把光圈弄大，景深会变浅，反之 亦然。当然光圈变大，快门速度也相应变快，光圈便小，快门速度则 变慢。这样在同一个曝光强度下， 我们可以得到景深不同的照片。 影 响景深深度的不止是光圈一个因素。拍摄距离近，景深会变浅，拍摄 距离远，则相反，焦距长（长焦） ，景深会变浅，焦距短（广角） ，则 相反，所以使用广角镜头进行拍摄时，很容易对整幅图像对焦，而使 用长焦镜头时，因为景深较浅，拍摄时

5、需要注意。还有，以对好焦的 点为基准，离它近的点比远的点景深。 利用景深这个概念拍摄的照 片中最常见的有 Pan focus和移焦照片。 移焦是指将背景完全模糊化， 从而将拍摄对象突出出来的拍摄方法， 经常使用大口径镜头， 并完全 开放光圈来进行拍摄， 或者使用长焦镜头。 和移焦相反的拍摄方法叫 做 Pan focus，常用于强调远近感的照片中。 虽然利用景深的拍摄技 巧并不是很容易穴道， 但是如果想提高一下自己的拍摄水平， 很有必 要进行一下练习。 调焦主体平面处的景物在胶片上会形成清晰影像， 在其前方 某处到其后方某处有一个范围， 其内的景物都能形成清晰影像， 这一 范围称为景深。 相机镜

6、头上有一圈左右对称的光圈刻度， 这叫景深表。 它能 指出被摄体前后清晰的距离范围。 这景深表告诉我们， 当你使用某一 光圈值摄影时， 在这左右对称的景深标尺中， 找到一组相应于你所使 用的光圈数字的刻度并与之对应的距离范围， 这一段距离范围内景物 都能得到一个清晰的像。 从景深表中看出， 景深随设定的光圈值变化： 大光圈景深短，小光圈景深长。景深还随着被摄体距离而变化，当镜 头对近的景物聚焦时，景深短，当对远的物体聚焦时景深长。 如果需要大的景深， 就优先选定较小的光圈， 用较慢的快门 来配合保证曝光适度。反之如需以小景深来突出主题，则用大光圈、 快速度。在物体处于静止状态下，速度可以定得慢一

7、些，选择较小光 圈；拍摄运动物体时，为避免被拍摄影像发虚，应选择快速度、大光 圈。 三要素 光圈、镜头、及拍摄物的距离是影响景深的重要因素： 1，光圈越大景深越浅，光圈越小景深越深。 2，镜头焦距越长景深越浅、反之景深越深。 3，主体越近，景深越浅，主体越远，景深越深。 景深的计算公式：见图 从公式可以看出，后景深 前景深。 由景深计算公式可以看出，景深与镜头使用光圈、镜头焦距、拍 摄距离以及对像质的要求 （表现为对容许弥散圆的大小 ）有关。这些主 要因 素对景深的影响如下 （假定其他的条件都不改变 ）： （1）、镜头光圈： 光圈越大，景深越浅；光圈越小，景深越深； （2）、镜头焦距 镜头焦距

8、越长，景深越浅；焦距越短，景深越深； （3）、拍摄距离 距离越远，景深越深；距离越近，景深越浅。 在进行拍摄时，调节相机镜头，使距离相机一定距离的景物清晰 成像的过程，叫做对焦，那个景物所在的点，称为对焦点，因为 “清 晰”并不是一种绝对的概念，所以，对焦点前（靠近相机）、后一定 距离内的景物的成像都可以是清晰的， 这个前后范围的总和， 就叫做 景深，意思是只要在这个范围之内的景物，都能清楚地拍摄到。景深 的大小，首先与镜头焦距有关，焦距长的镜头，景深小，焦距短的镜 头景深大。其次，景深与光圈有关，光圈越小（数值越大，例如 f16 的光圈比 f11 的光圈小），景深就越大；光圈越大（数值越小，

9、例如 f2.8 的光圈大于 f5.6 ）景深就越小。其次，前景深小于后景深，也就 是说，精确对焦之后， 对焦点前面只有很短一点距离内的景物能清晰 成像，而对焦点后面很长一段距离内的景物，都是清晰的。 能同时被眼看清楚的空间深度称为眼的成像空间深度， 即是景深 TV 失真 显示器失真是显示器所成影像失真，数值越接近 0，显示器的效 果越好。 TV 失真（ %） =h2h100 什么是镜头畸变？ 实际上是光学透镜固有的透视失真的总称， 也就是因为透视原因 造成的失真， 这种失真对于照片的成像质量是非常不利的， 毕竟摄影 的目的是为了再现，而非夸张，但因为这是透镜的固有有特性（凸透 镜汇聚光线、凹透

10、镜发散光线） ，所以无法消除，只能改善。高档镜 头光学设计以及用料考究， 利用镜片组的优化设计、 选用高质量的光 学玻璃（如萤石玻璃） 来制造镜片，可以使透视变形降到很低的程度。 但是完全消除畸变是不可能的， 目前最高质量的镜头在极其严格的条 件下测试，在镜头的边缘也会产生不同程度的变形和失真 同轴光概述 同轴光源（漫射同轴灯，金属平面漫反射照明光源）提供了比传 统光源更均匀的照明，因此提高了机器视觉的准确性和重现性。 均 匀照亮平面，有光泽的表面 加强划刻，凹陷，或压印特征 在镜 面，漫射和 /或吸收表面形成对比 降低透明外壳或遮盖物的透过 率 电子元件检测 基准定位 同轴灯主要用于检测反光

11、程度很厉害的平面物体，比如玻璃 1 同轴光源能够凸显物体表面不平整，克服表面反光造成的干扰， 主要用于检测物体平整光滑表面的碰伤、划伤、裂纹和异物。 同轴光源 同轴光源特点 高密度排列 LED ，亮度大幅提高； 独特的散热结构，延长寿命，提高稳定性； 高级镀膜分光镜，减少光损失； 成像清晰，亮度均匀。 同轴光源应用 同轴光源最适宜用于反射度极高的物体，如金属、玻璃、胶片、 晶片等表面的划伤检测； 芯片和硅晶片的破损检测， Mark 点定位；包装条码识别。 同轴光源工作光路简图 同轴光源工作光路简图 c-mount 连接是什么？ 这个叫配适镜或延迟镜， 是连接显微镜与 CCD摄像头用的， 一般 情况下会带有倍数， 要是跟 CCD连接的话，通常会配缩小镜， 0.4 倍， 0.5 倍用的比较多一些，但是每个厂家之间适配镜是不通用的。 什么是点光源和平行光源？ 点光源： 研究某个光学问题是， 如果光源很小， 而它到我们的距离很 大，这时可以把光源看做一个能发光的点， 叫做点光源。 如室内的白 炽灯。 平行光源： 如果光束辐射的很远， 宽度却没有明显的增加， 这些光线 的运行互相平行， 产生这种光的光源就叫做平行光源。 如激光和太阳 光的光源。 点光