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工業(yè)鏡頭的特點及分類

發(fā)布者:銘國科技 發(fā)布日期:2021-07-18 點擊數:2469

       光學鏡頭一般稱為攝像鏡頭或攝影鏡頭,簡稱鏡頭,其功能就是光學成像。鏡頭是機器視覺系統(tǒng)中的重要組件,對成像質量有著關鍵性的作用,它對成像質量的幾個最主要指標都有影響,包括:分辨率、對比度、景深及各種像差。鏡頭不僅種類繁多,而且質量差異也非常大,但一般用戶在進行系統(tǒng)設計時往往對鏡頭的選擇重視不夠,導致不能得到理想的圖像,甚至導致系統(tǒng)開發(fā)失敗。

       工業(yè)鏡頭相當于人眼的晶狀體,如果沒有晶狀體,人眼看不到任何物體;如果沒有鏡頭,那么攝像頭所輸出的圖像;就是白茫茫的一片,沒有清晰的圖像輸出,這與我們家用攝像機和照相機的原理是一致的。當人眼的肌肉無法將晶狀體拉伸至正常位置時,也就是人們常說的近視眼,眼前的景物就變得模糊不清;攝像頭與鏡頭的配合也有類似現(xiàn)象,當圖像變得不清楚時,可以調整攝像頭的后焦點,改變CCD芯片與工業(yè)鏡頭基準面的距離(相當于調整人眼晶狀體的位置),可以將模糊的圖像變得清晰。由此可見,鏡頭在閉路監(jiān)控系統(tǒng)中的作用是非常重要的。工程設計人員和施工人員都要經常與鏡頭打交道:設計人員要根據物距、成像大小計算鏡頭焦距,施工人員經常進行現(xiàn)場調試,其中一部分就是把鏡頭調整到最佳狀態(tài)。


1、工業(yè)鏡頭的安裝尺寸,接口

所有的攝像機鏡頭均是螺紋口的,CCD攝像機的鏡頭安裝有兩種工業(yè)標準,即C安裝座和CS安裝座。兩者螺紋部分相同,但兩者從鏡頭到感光表面的距離不同。


C安裝座:從鏡頭安裝基準面到焦點的距離是17.526mm。


C S安裝座:特種C安裝,此時應將攝像機前部的墊圈取下再安裝鏡頭。其鏡頭安裝基準面到焦點的距離是12.5mm。如果要將一個C安裝座鏡頭安裝到一個C S安裝座攝像機上時,則需要加裝一個5mm厚的接圈。


2、鏡頭的尺寸

以攝像機鏡頭尺寸分鏡頭可以分為1英寸、2/3英寸、1/2英寸、1/3英寸、1/4英寸、1/5英寸等規(guī)格,下面是一個簡單的芯片尺寸規(guī)格表:


自動聚焦技術共有三種:主動紅外測距、超聲波定位和固態(tài)三角測量


主動紅外自動聚焦使用的是三角測量原理。鏡頭中有一個發(fā)光二極管,可以向變焦鏡頭場景中心區(qū)域發(fā)射一小束紅外線。接收透鏡將反射回來的紅外光投射到鏡頭旁的兩個硅探頭上。鏡頭內的微處理器電路再根據鏡頭聚焦環(huán)的物理位置和CCD傳感器上得來的數據計算出目標與攝像機之間的距離。之后,微處理器電路會控制變焦鏡頭上的電動聚焦環(huán),使中心目標清晰地聚焦在傳感器上。


自動聚焦鏡頭不能適用于所有的工作場合。如果目標不反射紅外光,或目標將所有紅外光都反射到了其它方向,從而致使攝像機接收不到回光,或目標超出了系統(tǒng)的工作范圍,都將無法觸發(fā)系統(tǒng)的自動聚焦功能。


二、 民用鏡頭的分類及特點


1、鏡頭一般按照焦距大小分類:


魚眼鏡頭;微距鏡頭;廣角鏡頭;標準鏡頭;長焦鏡頭;超長焦鏡頭;變焦鏡頭等;


標準鏡頭:拍攝風景及人物都可以,介于廣角與長焦之間;


長焦鏡頭:拍攝遠處人物特寫及遠處物體,如體育比賽;


廣角鏡頭:拍攝風景及大場面焦距無限遠;


魚眼鏡頭:視角180度,畸變大,特殊用途;


微距鏡頭:拍攝較小物體近距離拍攝如小螞蟻等;


超長焦鏡頭:可以拍攝月亮及星星;


變焦鏡頭:焦距可以根據拍攝物體改變的鏡頭,可以拍出運動效果。


三、工業(yè)鏡頭和民用鏡頭的區(qū)別


1、清晰度不同


鏡頭在成像面中心的分辨率是最高的,在邊緣的差之。普通鏡頭在中心分辨率可以基本滿足清晰度的同時,邊緣的清晰度降低很多,總體清晰度可滿足普通攝像機44萬像素的要求。 決定鏡頭清晰度的關鍵因素有三個:


1)鏡片材質和純度。鏡片的雜質越少,其產生的干擾光線越少,畫面清晰度更高;


2)鏡片的研磨精度。鏡片的研磨精度有研磨設備決定,目前國內鏡頭較國外鏡頭的差異就幾種的這點上;


3)鏡片的鍍膜精度。對鍍膜工藝的精確控制也是鏡頭清晰度的決定因素之一。另外百萬像素鏡頭采用非球面鏡片,可減低像差,在相對于普通鏡頭提高清晰度的同時做到了小型化的設計;通過特殊的光學設計技術,從圖像中心到周邊部分的畫質實現(xiàn)高解像力、高對比度的畫面,比傳統(tǒng)鏡頭提高了大約2.5倍以上的解像力,即使是在圖像剪切或放大功能時,依然能保證高畫質。


2、光譜透射能力不同


鏡頭的光譜透射能力也有助于畫面清晰度的提高。寬頻率光線的透射,將大大提高攝像機靶面的受光量。可增強畫面的對比度和亮度,對畫面的細節(jié)表現(xiàn)更豐富。


3、光譜矯正能力不同


只有寬光譜的透射能力對于高清晰成像還遠遠不夠,如果鏡頭的光譜矯正能力不足,反而將使部分波長的光不能準確的在攝像機靶面上成像,致使虛像的產生。這種技術是普通鏡片通過鍍膜無法實現(xiàn)的。KOWA采用ED(超低色散)鏡片,可以很好的解決此問題。例如KOWA的LMZ0812AMPDC-IR就是一款對應300萬像素紅外無偏焦鏡頭,可以將可見光和非可見光同時準確的在攝像機靶面上成像,得到高清的畫面效果。


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