Lens Training

1、镜头基本参数镜头基本参数1、光圈（F）；2、焦距（f）；3、放大倍率（M）；4、景深（Depth of Field）。市场上常见镜头品牌市场上常见镜头品牌微距镜头微距镜头远心镜头远心镜头光圈（F）用于控制镜头通光量大小的装置，类似人类的瞳孔，光圈越大，表示能进入的光越多，反之越少。镜头上都会标示最大光圈值，光圈值，是镜头的焦距/镜头通光直径得出的相对值（相对孔径的倒数）。例如针对50mm的标准镜头而言，最大的通光直径为29.5mm，其最大光圈的计算值为50mm29.5mm=F1.7，这样就能够理解同一变焦镜头在不同的焦距下，虽然最大的通光直径相同，但是换算之后其最大光圈是不同的。F值越大，光圈

2、越小，反之，F值越小，光圈越大。如标示值为1:1.8，表示该镜头的最大光圈值为1.8，而数字越小，代表大光圈，反之越小。图示：不同F值所代表的光圈大小焦距（f）：光通过镜头后匯集的点，该点到镜头之间的距离称为焦距。图示：光通过凸透镜聚焦于一点放大倍率（M）定义为影像与实体的比值。图示：单镜面的光学成像原理计算公式如下：解释：其中M表示放大倍数，do代表物距，ho代表实体大小，而d1代表像距，h1代表影像大小。放大倍率 = CCD(横向/纵向尺寸)/物体(横向/纵向尺寸)景深（Depth of Field）：定义为能维持影像距焦的有效距离。想得到一张清晰的影像，影像需在距焦範围内，景深就是决定这

3、个範围有多长。若发现取到的影像位于距焦区内只有部分是保存清晰，可能使用的镜头景深过短，此时可将镜头光圈调小、或替换短焦聚的镜头，再不然就是将物距（do）拉长，透过这叁种调整方式都有机会改善景深不足的现象。图示：调整光圈来改善景深 景深与镜头光圈、焦距、拍摄距离的关系光圈越大，景深越小；光圈越小，景深越大镜头焦距越长，景深越小；焦距越短，景深越大；距离越远，景深越大；距离越近，景深越小。镜头一般镜头分类选完相机，接着需要挑选一颗适合影像系统的镜头，常见的镜头有两类：1. CCTV Lens，2. Telecentric Lens；各类优点在于，CCTV Lens镜头价格便宜且容易取得而 Tele

4、centric Lens 则是不需要调整光圈，取像品质好，在有效的景深（DOF） 内，既使晃动下还是能保持清晰的影像。 CCTV Lens Telecentric Lens 图示：上图为常见的镜头类型什么情况下可能会需要选用 CCTV 或 Telecentric 的镜头呢一般平面检测项目，CCTV 镜头就足够，但 CCTV 的镜头有个致命伤，那就是成像尺寸会受待测物距离镜头的位置会影响，下图解释使用CCTV 与 Telecentric 拍摄 45 度斜面所得到的影像差异若今天要检测的项目与尺寸量测有关，而待测物体的外型又刚好较立体，此时就必须考虑使用Telecentric 镜头，在有效的景深内

5、，不管物体远近，拍摄到的影像尺寸会表现一致。图示：不同类型镜头，会因距离镜头远近所造成的像差另外，在选择镜头时，可以注意一下规格书上是否有标示变形量 （Distortion），变形量越少，表示影像失真度越低，检测的尺寸误差就会越少。理想的取像画面应该与待测物成比例，由于镜头本身有弧度，所以镜头中心点到周围会产生些许的变形量，一般的 CCTV 镜头或多或少都会有轻微枕状变形或桶状变形，而好一点的镜头因镜头材质与加工都比较优良，所以变形量会降低不少。图示：镜头失真造成的变形量 视觉集成的选型过程：相机 镜头 光源； 确认相机感光元件尺寸（不是像元数，因为500万的CCD相机是2/3，如果是500万

6、的CMOS可能只有1/2.5）：1/3, 1/2.5, 1/2, 1/1.8, 2/3, 1, 1.2,4/3；（备注：工业镜头芯片尺寸单位为inch，此处1英寸=16mm，而非25mm） 镜头接口：C，CS（可接5mm转接环当C口镜头使用），F 视野要求(配合相机感光元尺寸得出放大倍率) 景深要求 所留的空间和机械尺寸（有的远心镜头的尺寸和工作距离特别的大） 镜头选型要求再代入计算焦距f公式：f(焦距值）=M（放大倍率）*WD(工作距离）可以得到符合需求的镜头实际的焦距需大于该数值。市面上有多家镜头厂商都有提供镜头目录或软体查询，只要将目前环境所需要的参数填入，便可快速找到适当的镜头。举例：

7、 CCD尺寸,2/3”对应尺寸：8.8x6.6mm 物体尺寸：8.8mmx3.3mm 工作距离：100mm 则焦距值f1=(8.8/8.8)x100mm=100mm（放大倍率M1=1X) f2=(6.6/3.3)x100mm=200mm (放大倍率M2=2X) 此时出现两个焦距值，则我们取较小数值的，即合适焦距为f=100mm 焦距越小，镜头的张角越大，看到的视野也越大。 所以为了满足看到全视野的物体，要选择f1.镜头品牌品牌品牌价格价格国家国家OPTO-engineering中高，以远心镜头和特殊镜头为主意大利Edmund中高，以镜片为主，也做镜头美国Navitar中美国Schneider高

8、，微距镜头较多，F口镜头较多德国Zeiss高，民用为主，工用极少德国Schott-Motitex中，德国肖特收购了moritex（茉莉特）德国VST中高，国内深圳的工厂生产的普通镜头相对较便宜日本Computar低，同型号几乎市场最低价，基本到处可见日本Tamron中低，民用为主日本PENTAX中低日本视清视清VICO中低中国深圳灿瑞灿瑞Canrill中低中国深圳普密斯普密斯Pomes中低中国东莞微距镜头微距镜头是一种用作微距摄影的特殊镜头，主要用于拍摄十分细微的物体。为了对距离极近的被摄物也能正确对焦，微距镜头通常被设计为能够拉伸得更长，以使光学中心尽可能远离感光元件，同时在镜片组的设计上，也必须注重于近距离下的变形与色差等的控制。大多数微距镜头的焦长都大于标准镜头。1、景深大2、景深范围内物像倍率不变。3、畸变低通常1%（全幅画面）4、垂直成像时，无投影现象5.市场价格比较高远心远心镜头镜头物侧远心镜头：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