機器視覺光學系統(tǒng)中鏡頭的作用是將目標聚集在圖象傳感器的光敏面上，鏡頭質(zhì)量的好壞直接影響到機器視覺的整體性能，合理選擇光學鏡頭是機器視覺系統(tǒng)設(shè)計的一個重要環(huán)節(jié)。

機器視覺是一項綜合技術(shù)，包括圖像處理、機械工程技術(shù)、控制、電光源照明、光學成像、傳感器、模擬與數(shù)字視頻技術(shù)、計算機軟硬件技術(shù)(圖像增強和分析算法、圖像卡、 I/O卡等)。一個典型的機器視覺應(yīng)用系統(tǒng)包括圖像捕捉、光源系統(tǒng)、圖像數(shù)字化模塊、數(shù)字圖像處理模塊、智能判斷決策模塊和機械控制執(zhí)行模塊。

機器視覺中鏡頭的作用是將目標聚集在圖象傳感器的光敏面上，鏡頭質(zhì)量的好壞直接影響到機器視覺的整體性能，合理選擇光學鏡頭是機器視覺系統(tǒng)設(shè)計的一個重要環(huán)節(jié)。

機器視覺光學系統(tǒng)的鏡頭一般由一組透鏡和光闌組成，下面分別做簡單介紹：

1.透鏡

透鏡包括凸透鏡和凹透鏡兩種，其中凸透鏡對光線具有會聚作用，也稱為會聚透鏡或正透鏡；凹透鏡對光線有發(fā)散作用，也稱為發(fā)散透鏡或負透鏡。由于正負透鏡具有相反的作用，所以經(jīng)常將兩者配合使用，以矯正像差或其他失真。

2.光闌

進入鏡頭的光束大小一般由透鏡框和其他機械結(jié)構(gòu)決定。通常在鏡頭中設(shè)置設(shè)置帶孔的金屬薄片以限制光束的大小，稱為光闌，其通光孔一般為圓形并中心在透鏡的中心軸上。為了調(diào)節(jié)進光量，普通鏡頭都具有光圈調(diào)節(jié)環(huán)，調(diào)節(jié)環(huán)轉(zhuǎn)動時帶動鏡頭內(nèi)的黑色葉片以光軸為中心做伸縮運動，稱為可變孔徑光闌。鏡頭中決定成像面大小的光闌稱為視場光闌。鏡頭的鏡管通常被加工成羅紋狀并漆成黑色以消除雜光的影響。

3.自動光圈

在機器視覺中，自動光圈的主要作用是通過自動調(diào)整光圈控制入射光通量的大小，從而使CCD獲得理想的曝光，以獲得理想的圖象。自動光圈鏡頭目前主要有兩類：一類是視頻驅(qū)動型(Video)，另一類是直流驅(qū)動型（DC）。

4.變焦鏡頭

變焦鏡頭的成像質(zhì)量一般低于固定焦距鏡頭，但在無須改變物距的情況下通過焦距變化即可獲得清晰的圖象，從而提高了機器視覺的設(shè)計靈活性。

5.自動調(diào)焦

自動調(diào)焦鏡頭可以根據(jù)不同的成像目標對鏡頭的焦距進行自動調(diào)整，從而確保在多種應(yīng)用下都能實現(xiàn)**聚焦。CCD相機一般采用差分式對比傳遞函數(shù)方式進行自動調(diào)焦。

6.鏡頭接口

物鏡的接口尺寸標準共有三種：F型、C型、CS型。F型比較通用，一般實用于焦距大于25mm的鏡頭，而小于25mm時因為物鏡的尺寸不大，便采用C型或CS型。

7.鏡頭性能

鏡頭的性能指標主要包括焦距、相對孔徑、視場角度和光譜特性幾個方面。根據(jù)不同的應(yīng)用條件，需要做相應(yīng)選擇。

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