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工业镜头分类

575 次浏览 时间:2023-02-24

工业镜头是机器视觉系统中不可缺少的部件,直接影响系统成像质量的优劣,影响图像算法的实现和效果。所以选择合适的工业镜头,降低自动化视觉系统的制造成本,才是产业发展的出路。        

不同的镜头应用的光学设计也不同,镜头内部构造设计也千差万别,而其成像质量的优劣,则取决于光学设计的水平和镜片材质的好坏。这里我们先不详细介绍镜头好坏到底怎么区分,从购买的角度来说,越贵的镜头质量越高,基本是不变的规律。

镜头的内部构造非常复杂,也是最能反映镜头好坏的部分参数,直接关系到成像质量的优劣。这部分构造一般不可见,主要由结构复杂的多组多枚透镜组成,不同的透镜加工方法、材质均不同。

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目前工业镜头规格种类繁多,有时不免让人眼花缭乱。工业镜头从焦距上可分为短焦镜头、中焦镜头,长焦镜头。从视场大小分有广角、标准,远心镜头。从光圈、对焦结构分有固定光圈定焦镜头,手动光圈定焦镜头,自动光圈定焦镜头,手动变焦镜头、自动变焦镜头,自动光圈电动变焦镜头等。

我们这里说的镜头是物理和光学意义上的镜头,是照相机感光元件之前,由透镜组成的光学装置。镜头是相机的眼睛,为了适应不同的项目环境要求,需要根据实际情况配置不同规格的镜头。 从光圈对焦结构上对 工业镜头分类: 

1、 固定光圈定焦镜头 

固定光圈镜头,其通光量是固定的。镜头设计相对变焦镜头而言要简单得多,上面只有一个手动调整的对焦调整环,左右旋转该环可以调整 CCD靶面上的图像的清晰度。但是结构上没有光圈调整环,所以不能调整光圈,导致进入镜头的通光量不能通过改变镜头光圈而改变,只能通过改变外界视场的光照度来调整通光量。 比如常用的远心镜头,即无光圈可调,也无对焦可调的。只能通过外部光源、相机曝光时间、增益改变亮度,调整相机、镜头位置控制图像的清晰度。此类镜头都具有结构简单,价格便宜、对焦速度快,成像质量稳定等优点。

2、 手动光圈定焦镜头

手动光圈定焦镜头比固定光圈定焦镜头增加了光圈调整环,对焦速度相对比较慢。光圈范围一般从F1.2或F1.4到全关闭,能方便地适应被拍现场的光照度,通过手动的方式调整光圈来进行对焦,这种方式很大程度上面依赖人眼对成像效果的判别。此类镜头具有光照度比较均匀,成像清晰,价格较便宜等特点。

3、 固定光圈定焦镜头

固定光圈镜头,其通光量是固定的。镜头设计相对变焦镜头而言要简单得多,上面只有一个手动调整的对焦调整环,左右旋转该环可以调整 CCD靶面上的图像的清晰度。但是结构上没有光圈调整环,所以不能调整光圈,导致进入镜头的通光量不能通过改变镜头光圈而改变,只能通过改变外界视场的光照度来调整通光量。

比如常用的远心镜头,即无光圈可调,也无对焦可调的。只能通过外部光源、相机曝光时间、增益改变亮度,调整相机、镜头位置控制图像的清晰度。此类镜头都具有结构简单,价格便宜、对焦速度快,成像质量稳定等优点。

4、电动三可变镜头

三可变是指焦距、聚焦、光圈三个参数均通过电动马达驱动变化,与自动光圈电动变焦镜头相比,三可变镜头只是将通过电动马达驱动控制焦距、聚焦、光圈的控制方式修改为由控制器来手动控制。

5、自动光圈电动变焦镜头

在自动光圈定焦镜头的基础上增加两个微型电机做驱动电路,其中一个微型电机与镜头的变焦配合,当电机转动时可以控制镜头的焦距。另外一个电机与镜头的对焦配合,当其受控转动时,可自动完成镜头的对焦。但是由于增加了两组电机且镜片组数亦增多,导致镜头的体积也相应增大,价格也相应的增加。

6、手动光圈变焦镜头

镜头焦距可变的,机构上还有一个焦距调整环,可以在一定范围内手动调整镜头的焦距。其可变比范围一般为2~3倍,焦距变化范围一般为3.6~8mm。实际应用中,可通过手动调节镜头的变焦环,可以方便地选择拍摄物体的特征点。但是如果相机安装位置固定以后,再频繁地手动调整变焦是很不方便的,成像也不一定能达到理想效果。因此,安装固定后,手动变焦镜头的焦距一般很少再次进行调整,仅起定焦镜头的作用。

7、自动光圈定焦镜头

在手动光圈定焦镜头的光圈调整环上增加用于调整光圈的微型电机,并从电机驱动电路中引出接口线,接到相机自动光圈接口座上。当进入镜头的光通量发生变化时,CCD靶面上产生的电荷就会发生相应的改变,从而使信号电平也发生变化,产生一个脉冲控制信号,传给自动光圈镜头。镜头内的电机接收到信号后,根据电平信号的方向做相应的正向或反向转动,完成调整光圈大小的工作,从而达到控制镜头光圈的目的。

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