01 

鏡頭的基本原理

       在搭建圖像處理環境中我們時常需要收集目標物體反射的光，通過相機得到高質量的圖像。那么這個收集光線的裝置就是鏡頭。他的基本成像原理如下圖：

       光通過凸透鏡時會有什么特性?

1	平行于光軸的光發生折射后，經過焦點。
2	通過凸透鏡中心的光將保持原來的方向行進。
3	通過焦點進入凸透鏡的光折射后平行于光軸行進。

       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，否則不但不能獲得良好聚焦，還有可能損壞CCD靶面。

 

遠心鏡頭

       遠心鏡頭（Telecentric lens），是為糾正傳統鏡頭視差而設計，它可以在一定的物距范圍內，使得到的圖像放大倍率不會變化，簡單的說這種鏡頭拍出來的圖像沒有近大遠小關系。遠心鏡頭又分為物方遠心鏡頭、像方遠心鏡頭和雙側遠心鏡頭。

       1）.物方遠心光路是將孔徑光闌放置在光學系統的像方焦平面上，物方主光線平行于光軸主光線的會聚中心位于物方無限遠，稱之為：物方遠心光路。其作用為：可以消除物方由于調焦不準確帶來的，讀數誤差。

 

       2）.像方遠心光路是將孔徑光闌放置在光學系統的物方焦平面上，像方主光線平行于光軸主光線的會聚中心位于像方無限遠，稱之為：像方遠心光路。其作用為：可以消除像方調焦不準引入的測量誤差。

       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，像方遠心鏡頭一般來說不會起作用的，因此這個行業基本是不用它的。

普通鏡頭優點：成本低，實用，用途廣。

普通鏡頭缺點：放大倍率會有變化，有視差。

普通鏡頭應用：大物體成像。

遠心鏡頭的優點：放大倍數恒定，不隨景深變化而變化，無視差。

遠心鏡頭的缺點：成本高，尺寸大，重量重。

遠心鏡頭的應用：度量衡方面，基于CCD方面的測量，微晶學。

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