Z6人生就是博

  在镜头设计中有很多沉要的个性，蕴含镜头分辨率、镜头畸变和光照均匀性等，直接影响机械视觉系统机能
。
  机械视觉系统中使用的摄像机、镜头和照明都对图像的整体质量做出了沉要贡献
。从前几年CMOS图像传感器技术的急剧发展为镜头造作商带来了沉大挑战
。越来越高的传感器分辨率意味着此刻有很多传感器拥有更幼的像素，必要更高分辨率的镜头
。另一方面，为获得更高的活络度而维持较大像素大幼的高分辨率传感器通常选取较大的体式，因而必要较大体式的高分辨率镜头
。此表，很多必要极度长焦距镜头的利用，如监督、运动、航空摄影和主题公园游乐设施上的摄影，正日益纳入机械视觉的领域，必要加以解决
。在镜头设计中蕴含镜头分辨率、空间失真和通过镜头的照明均匀性对镜头的机能产生沉要影响
。

相识镜头机能-调造传递函数(MTF)

       梦想的镜头能够产生与物体美满匹配的图像，蕴含其所有细节和亮度变动
。在实际中，这绝不是齐全可能的，由于镜头充任低通滤波器
Ｋ伎嫉剿邢癫，镜头的图像质量能够通过其调造传递函数定量地描述
。 MTF由透镜再现拥有分歧间距（线对/空间频率/ mm）的线（网格）的能力来界说
Ｄ芄环直娴南叨/ mm越多，镜头的分辨率越好
。每个空间频率的MTF图显示了由镜头引起的对比度损失（图1）
。通常以相对优良的对比度转移诸如粗糙距离线的大结构
。较幼的结构，例如细距离的线，以低对比度传输
。任何给定频率或细节的衰减量按MTF分类，这暗示镜头的传输效能
。对于任何镜头，都有一个调造为零的点
。此限度通常称为分辨率限度，通常以每毫米线对数（lp / mm）引用，或者以最幼线尺寸（以μm为单元）引用一些微距镜头，这也相当于镜头所需的最幼像素尺寸
。适当
。 MTF从镜头的中心轴向边缘移动恶化，若是整个图像必要标称分辨率，这是一个沉要的思考成分
。由于像散，MTF也能够凭据镜头上某点的线条方向而变动，并且也是丈量时的光圈设置的函数，因而在比力镜头机能时必须幼心
。由于必须选择透镜以使分辨率与图像传感器的像素尺寸相匹配，因而像素越幼，透镜所需的分辨率越高
。

       提醒:在维持传感器尺寸以降低成本的同时提高传感器分辨率必要拥有更高MTF的镜头来分辨这些更幼的像素
。应该始终思考系统成本，由于较低成本的较幼像素尺寸必要更高分辨率的镜头
。

镜头畸变
       除了分辨率的变动表，所有透镜也会受到肯定的空间畸变
。图2显示了若何以非线性方式拉伸或压缩图像，使整个传感器的精确丈量变得极度难题
。固然有一些软件步骤能够解决这个问题，但它们无法思考物体的物理深度，因而最好选择质量好的低失真镜头，而不是试图在软件中纠正这些谬误
。作为通惯例则，较短焦距的镜头将拥有比拥有较长焦距的镜头更大的失真，由于光从更大的角度照射到传感器
。使用更复杂的镜头设计，能够维持低失真，并且很多镜头造作商一向在致力钻研他们的光学设计，使他们可能将空间失真降低到0.1％的数量级
。
提醒:为了以最幼的成本最幼化失真，较长的工作距离将提供最佳的成效
。

照明均匀性
       所有来自镜头的图像都存在渐晕，即从图像中心到边缘的光照强度降低，这可能会影响透镜利用的合用性
。镜头晕渲是由于光束被机械地遮挡(通常是被透镜支架遮挡)而导致的对图像边缘的晕渲
。这重要产生在透镜的图像圆(或体式)对于传感器的尺寸太幼时
。所有的镜头都受到“Cos4渐晕”的影响，这是由于光线必须经过更远的距离达到图像边缘，并以浅角度达到传感器
。当角度将光线聚焦到传感器的非敏感部门时，在每个像素上都有微透镜的镜头上
。也能够最幼化，若是镜头是由两个f终场下来
。通过提高整个传感器的照明均匀性，镜头造作商能够解除对光强度赔偿的需要，由于光强度赔偿可能会在图像中引入噪声
。

图3：渐晕

环境影响

       很多视觉系统被部署在造作环境中，这意味着它们露出在各类各样的环境影响下，从污垢、湿度和温度到机械和电磁效应
。有很多可用的防护罩，能够预防尘埃和湿气的侵入
。镜头组件的机械不变性对于预防吞吐和确？康米『涂沙粮吹恼闪恐凉爻烈
。大无数用于机械视觉利用的镜头都是用金属表壳和聚焦机造造作的，以保障镜头的不变性
。很多镜头也提供了抗冲击和振动个性，使他们合用于最恶劣的环境
。镜头造作商已经提出了一系列的设计规划，其中一些获得了专利，以限度镜头玻璃由于振动和冲击而移动所产生的图像位移
。这些蕴含使用锁定螺钉来预防焦点和光圈的移动，甚至是固定光圈的移动，以及透镜体中所有元件的粘接
。

镜头接口
       将镜头固定到相机上是通过使用分歧尺度的镜头接口来实现的
；凳泳趵弥凶畛Ｓ玫氖荂-mount，它能够从各类镜头和配件中受益，蕴含提供推算机节造的光圈和聚焦的能力
。CS装置座并不太常用与C-mount装置座根基一样，但法兰焦距缩短了5mm
。较幼的镜头卡口系统（如S-mount）通常用于板级相机和微型相机
。这些镜头只允许最幼的调整
。对于大幅面传感器和线扫描利用，能够使用更大尺寸的F-mount系统，只管越来越多地使用更壮大的M42装置座（有时称为T-mount）
。但大幅面镜头不支持自动节造光圈和对焦的能力
。长焦镜头也在机械视觉中得到利用，最长焦距可达600毫米
。这些大幅面镜头重要为专业摄影师开发，也蕴含电动光圈和变焦，必要专门的EF镜头装置座
。目前，越来越多的机械视觉相机选取EF装置职能和EF镜头造作，其新鲜的光学职能通过最近的直接分销和谈提供给更宽泛的机械视觉市场
。

图4：分歧的镜头接口

若何选择镜头
       有了如此多的机械视觉镜头选项，为特定的利用选择最好镜头并不单一
。所以将系统作为一个整体来思考极度沉要
。例如，很多现代的百万像素相机使用幼的传感器尺寸来降低成本，但由此产生的幼像素尺寸必要更高的质量，因而光学器件也更昂贵
。对于某些利用来说，选择更昂贵、像素更大、光学要求更低的相机可能会有益处，从而降低整个系统的成本
。与专家视觉技术供给商合作能够减轻这些决策中的风险
。