機器視覺(jué)中的鏡頭有什么作用

2018-01-29 admin1

　　機器視覺(jué)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(xué)成像、傳感器、模擬與數字視頻技術(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(gè)典型的機器視覺(jué)應用系統包括圖像捕捉、光源系統、圖像數字化模塊、數字圖像處理模塊、智能判斷決策模塊和機械控制執行模塊。

 

　　機器視覺(jué)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(jué)的整體性能，合理選擇光學(xué)鏡頭是機器視覺(jué)系統設計的一個(gè)重要環(huán)節。

　　

　　機器視覺(jué)光學(xué)系統的鏡頭一般由一組透鏡和光闌組成，下面分別做簡(jiǎn)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(xiàn)具有會(huì )聚作用，也稱(chēng)為會(huì )聚透鏡或正透鏡；凹透鏡對光線(xiàn)有發(fā)散作用，也稱(chēng)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，以矯正像差或其它失真。

 

　　2.光闌 

 

　　進(jìn)入鏡頭的光束大小一般由透鏡框和其他機械結構決定。通常在鏡頭中設置設置帶孔的金屬薄片以限制光束的大小，稱(chēng)為光闌，其通光孔一般為圓形并中心在透鏡的中心軸上。為了調節進(jìn)光量，普通鏡頭都具有光圈調節環(huán)，調節環(huán)轉動(dòng)時(shí)帶動(dòng)鏡頭內的黑色葉片以光軸為中心做伸縮運動(dòng)，稱(chēng)為可變孔徑光闌。鏡頭中決定成像面大小的光闌稱(chēng)為視場(chǎng)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(dòng)光圈 

 

　　在機器視覺(jué)中，自動(dòng)光圈的主要作用是通過(guò)自動(dòng)調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(dòng)光圈鏡頭目前主要有兩類(lèi)：一類(lèi)是視頻驅動(dòng)型(Video)，另一類(lèi)是直流驅動(dòng)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(wú)須改變物距的情況下通過(guò)焦距變化即可獲得清晰的圖象，從而提高了機器視覺(jué)的設計靈活性。 

 

　　5.自動(dòng)調焦

 

　　自動(dòng)調焦鏡頭可以根據不同的成像目標對鏡頭的焦距進(jìn)行自動(dòng)調整，從而確保在多種應用下都能實(shí)現精確聚焦。CCD相機一般采用差分式對比傳遞函數方式進(jìn)行自動(dòng)調焦。 

 

　　6.鏡頭接口

 

　　物鏡的接口尺寸國際標準共有三種：F型、C型、CS型。F型比較通用，一般實(shí)用于焦距大于25mm的鏡頭，而小于25mm時(shí)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(chǎng)角度和光譜特性幾個(gè)方面。根據不同的應用條件，需要做相應選擇。