《工业机器视觉技术应用》 课件 2.2 工业相机镜头认知.pdf

工业相机镜头认知

目录

•工作原理

•镜头组成

•技术参数

•镜头选型

Part工作原理

01

工作原理

视觉系统中，镜头的主要作用是将目标物体的光线汇聚，成像在相机传感器的光敏面上。镜头质量直接影响

图像质量，进而影响视觉系统整体性能，选择合适镜头同样是机器视觉系统设计的重要环节。

镜头成像原理是基于凸透镜成像原理，通过组合的透镜组，将物体发出或者反射的光线成像在像平面上（与芯片

面重合），如图2-19所示。透镜组作用是矫正畸变、色散、场曲等各种成像不良现象。

目标物体

传感器

镜头成像示意图

工作原理

镜头理想成像模型是薄透镜模型，如图2-20所示。薄透镜模型在计算时，忽略了厚度对透镜的影响，从而对光

学计算公式进行简化。

芯片尺寸

视场

OF`

F

像方平面

物方平面

焦距f焦距f´

物距u像距v

物方空间像方空间

镜头成像模型

Part镜头组成

02

镜头结构可以分为两部分，光学部分和机械部分，如图2-21所示。光学部分由透镜组和光圈环组成，机械部

分由光圈机构、镜筒、调节机构和支架组成。透镜组表面会使用增透减反（Anti-Reflection，AR）材料或哑光

材料进行镀膜处理，这两种镀膜都是为了增加透光率，从而提高相机接收光线的效率。

光圈环

锁紧螺丝

对焦环

概念三

光圈

固定支架

镜片组

工业镜头的结构与组成

光圈

光圈用于控制镜头的进光量，用光圈系数来描述。光圈系数是指镜头焦距与整个镜头的入瞳直径的比值，

通常用F/#来表示。光圈系数F/#越大，光圈的孔状光阑开口越小，进光量越少，如图2-22所示。

F/4F/5.6F/8F/11F/16F/22

光圈系数与光圈大小的关系

光圈环

光圈环连接着镜头内部的可控光圈结构，光圈结构是由多个相互重叠的弧形薄金属叶片组成多边形或者圆

形的孔状光阑。通过