01 

鏡頭的基本原理

       在(zai)搭建圖像(xiang)處理環境中我(wo)們時常需要收集(ji)目標物體(ti)反射的(de)光(guang)，通過相機(ji)得到高質量(liang)的(de)圖像(xiang)。那么(me)這(zhe)個收集(ji)光(guang)線(xian)的(de)裝(zhuang)置就是鏡(jing)頭。他的(de)基本成像(xiang)原理如下(xia)圖：

        光通(tong)過凸透(tou)鏡(jing)時會有什么特性?

1	 平行于光軸(zhou)的光發(fa)生折射后(hou)，經過(guo)焦點。
2	  通過凸透鏡(jing)中心(xin)的(de)光(guang)將保持原來的(de)方向(xiang)行(xing)進。
3	 通過(guo)焦點進入凸(tu)透鏡的光(guang)折射后平行(xing)于光(guang)軸行(xing)進。

       凸透鏡成像規律是物體放在焦點之外，在凸透鏡另一側成倒立的實像，實像可分為縮小、等大以及放大三種，對于光有會聚的作用，是一種光學定律，能夠在光屏上呈現的像稱為實像。當使用CCD進行拍攝觀察時，就可以在CCD靶面映射出實像。

 

02

常用鏡頭的種類

 

 

CCTV鏡(jing)頭

       又稱C接裝工業鏡頭，是目前在機器視覺系統中使用廣泛的工業鏡頭，具有重量輕，體積小，價廉，品種多等優點，它的接口羅紋參數：公稱直徑=1″，螺距：32牙。C安裝的一種變化接口稱CS-mount，它和C-MOUNT的區別僅僅在于工業鏡頭的定位面到圖像傳感器光敏面的距離不同。C-MOUNT是17.5mm，而CS-mount是12.5mm，它們之間相差5mm，市面上的工業鏡頭產品如ZML系列小型變倍縮放工業鏡頭，全部采用標準C接口。
       CS-MOUNT接口是為新的CCD而設計的，隨著CCD的發展，集成度越來越高，相同分辨率的光敏陣列更小了，為此CS-MOUNT更適應有效光敏傳感器尺寸更小的工業攝像機。具有CS接口的工業攝像機，可以與C和CS型接口連接，但C按裝工業鏡頭需加裝一個接圈；具有C接口的工業攝像機只能與C按裝工業鏡頭連接，而不能與CS按裝工業鏡頭連接，否則(ze)不但(dan)不能獲(huo)得(de)良好聚焦，還有(you)可能損壞(huai)CCD靶面。

 

遠心鏡(jing)頭

       遠心(xin)(xin)(xin)鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)（Telecentric lens），是為糾正傳統(tong)鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)視差而設(she)計，它(ta)可以在一定的(de)物(wu)距范(fan)圍內，使(shi)得到的(de)圖(tu)像放大倍率不會變化，簡單(dan)的(de)說這種(zhong)鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)拍(pai)出來(lai)的(de)圖(tu)像沒有近(jin)大遠小關系。遠心(xin)(xin)(xin)鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)又分為物(wu)方遠心(xin)(xin)(xin)鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)、像方遠心(xin)(xin)(xin)鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)和雙側(ce)遠心(xin)(xin)(xin)鏡(jing)(jing)頭(tou)(tou)(tou)。

       1）.物(wu)方(fang)(fang)遠(yuan)心光(guang)(guang)路是將孔徑光(guang)(guang)闌放置(zhi)在光(guang)(guang)學系統的像(xiang)方(fang)(fang)焦平面上(shang)，物(wu)方(fang)(fang)主光(guang)(guang)線平行于光(guang)(guang)軸主光(guang)(guang)線的會聚(ju)中心位(wei)于物(wu)方(fang)(fang)無(wu)限(xian)遠(yuan)，稱(cheng)之為：物(wu)方(fang)(fang)遠(yuan)心光(guang)(guang)路。其作(zuo)用為：可以消除(chu)物(wu)方(fang)(fang)由于調(diao)焦不準確帶來的，讀數誤(wu)差。

 

       2）.像(xiang)(xiang)方(fang)(fang)遠(yuan)心(xin)光路是將孔徑光闌(lan)放置在(zai)光學系統的(de)物方(fang)(fang)焦(jiao)平面上，像(xiang)(xiang)方(fang)(fang)主光線平行(xing)于光軸(zhou)主光線的(de)會聚中心(xin)位于像(xiang)(xiang)方(fang)(fang)無限(xian)遠(yuan)，稱之為：像(xiang)(xiang)方(fang)(fang)遠(yuan)心(xin)光路。其作用(yong)為：可以消除像(xiang)(xiang)方(fang)(fang)調焦(jiao)不準引入的(de)測量誤差(cha)。

       3）.雙側遠心鏡頭兼于上面兩種遠心鏡頭的優點。在工業圖像處理中，一般只使用物方遠心鏡頭。偶爾也有使用兩側遠心鏡頭的，（當然價格更高）。而在工業圖像處理/機器視覺這個領域里，像方(fang)遠(yuan)心鏡頭一(yi)般來(lai)說不會起作用(yong)的，因此這個行業基(ji)本是不用(yong)它(ta)的。

普通鏡頭(tou)優點(dian)：成本低，實(shi)用(yong)，用(yong)途廣(guang)。

普通鏡頭(tou)缺(que)點：放大倍率(lv)會有變化(hua)，有視差(cha)。

普通鏡頭應用：大物體成像。

 遠心鏡頭的優點：放大倍數(shu)恒定，不隨景深變(bian)化(hua)而變(bian)化(hua)，無視差(cha)。

 遠心鏡頭(tou)的缺點：成(cheng)本高，尺(chi)寸大，重(zhong)量(liang)重(zhong)。

 遠(yuan)心鏡頭的應用：度量(liang)衡方(fang)面，基于CCD方(fang)面的測量(liang)，微晶學(xue)。

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