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工业镜头和民用镜头的特点和区别

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工业镜头和民用镜头的特点和区别

发布日期:2020-04-27 作者:admin 点击:

一、 工业镜头的特点及分类


光学镜头一般称为摄像镜头或摄影镜头,简称镜头,其功能就是光学成像。镜头是机器视觉系统中的重要组件,对成像质量有着关键性的作用,它对成像质量的几个最主要指标都有影响,包括:分辨率、对比度、景深及各种像差。镜头不仅种类繁多,而且质量差异也非常大,但一般用户在进行系统设计时往往对镜头的选择重视不够,导致不能得到理想的图像,甚至导致系统开发失败。

千万像素双远心镜头

工业镜头相当于人眼的晶状体,如果没有晶状体,人眼看不到任何物体;如果没有镜头,那么摄像头所输出的图像;就是白茫茫的一片,没有清晰的图像输出,这与我们家用摄像机和照相机的原理是一致的。当人眼的肌肉无法将晶状体拉伸至正常位置时,也就是人们常说的近视眼,眼前的景物就变得模糊不清;摄像头与镜头的配合也有类似现象,当图像变得不清楚时,可以调整摄像头的后焦点,改变CCD芯片与工业镜头基准面的距离(相当于调整人眼晶状体的位置),可以将模糊的图像变得清晰。由此可见,镜头在闭路监控系统中的作用是非常重要的。工程设计人员和施工人员都要经常与镜头打交道:设计人员要根据物距、成像大小计算镜头焦距,施工人员经常进行现场调试,其中一部分就是把镜头调整到最佳状态。


1、工业镜头的安装尺寸,接口


所有的摄像机镜头均是螺纹口的,CCD摄像机的镜头安装有两种工业标准,即C安装座和CS安装座。两者螺纹部分相同,但两者从镜头到感光表面的距离不同。


C安装座:从镜头安装基准面到焦点的距离是17.526mm。


C S安装座:特种C安装,此时应将摄像机前部的垫圈取下再安装镜头。其镜头安装基准面到焦点的距离是12.5mm。如果要将一个C安装座镜头安装到一个C S安装座摄像机上时,则需要加装一个5mm厚的接圈。


2、镜头的尺寸


以摄像机镜头尺寸分镜头可以分为1英寸、2/3英寸、1/2英寸、1/3英寸、1/4英寸、1/5英寸等规格,下面是一个简单的芯片尺寸规格表:


自动聚焦技术共有三种:主动红外测距、超声波定位和固态三角测量


主动红外自动聚焦使用的是三角测量原理。镜头中有一个发光二极管,可以向变焦镜头场景中心区域发射一小束红外线。接收透镜将反射回来的红外光投射到镜头旁的两个硅探头上。镜头内的微处理器电路再根据镜头聚焦环的物理位置和CCD传感器上得来的数据计算出目标与摄像机之间的距离。之后,微处理器电路会控制变焦镜头上的电动聚焦环,使中心目标清晰地聚焦在传感器上。


自动聚焦镜头不能适用于所有的工作场合。如果目标不反射红外光,或目标将所有红外光都反射到了其它方向,从而致使摄像机接收不到回光,或目标超出了系统的工作范围,都将无法触发系统的自动聚焦功能。


6)安全镜头


在安全系统中,当镜头和摄像机在观察场景时晃动或震动时,就需要使用安定镜头。安定镜头广泛应用在手提式摄录机、车载摄像机、空中平台摄像机和船载摄像机系统中。安定镜头可以抵消摄像机因风吹而引起的严重晃动。这种镜头系统内部设有活动光学器件,并通过这种器件的反向移动来抵消摄像机和场景之间相对移动。


二、 民用镜头的分类及特点


1、镜头一般按照焦距大小分类:


鱼眼镜头;微距镜头;广角镜头;标准镜头;长焦镜头;超长焦镜头;变焦镜头等;


标准镜头:拍摄风景及人物都可以,介于广角与长焦之间;


长焦镜头:拍摄远处人物特写及远处物体,如体育比赛;


广角镜头:拍摄风景及大场面焦距无限远;


鱼眼镜头:视角180度,畸变大,特殊用途;


微距镜头:拍摄较小物体近距离拍摄如小蚂蚁等;


超长焦镜头:可以拍摄月亮及星星;


变焦镜头:焦距可以根据拍摄物体改变的镜头,可以拍出运动效果。


三、工业镜头和民用镜头的区别


1、清晰度不同


镜头在成像面中心的分辨率是最高的,在边缘的差之。普通镜头在中心分辨率可以基本满足清晰度的同时,边缘的清晰度降低很多,总体清晰度可满足普通摄像机44万像素的要求。 决定镜头清晰度的关键因素有三个:


1)镜片材质和纯度。镜片的杂质越少,其产生的干扰光线越少,画面清晰度更高;


2)镜片的研磨精度。镜片的研磨精度有研磨设备决定,目前国内镜头较国外镜头的差异就几种的这点上;


3)镜片的镀膜精度。对镀膜工艺的精确控制也是镜头清晰度的决定因素之一。另外百万像素镜头采用非球面镜片,可减低像差,在相对于普通镜头提高清晰度的同时做到了小型化的设计;通过特殊的光学设计技术,从图像中心到周边部分的画质实现高解像力、高对比度的画面,比传统镜头提高了大约2.5倍以上的解像力,即使是在图像剪切或放大功能时,依然能保证高画质。


2、光谱透射能力不同


镜头的光谱透射能力也有助于画面清晰度的提高。宽频率光线的透射,将大大提高摄像机靶面的受光量。可增强画面的对比度和亮度,对画面的细节表现更丰富。


3、光谱矫正能力不同


只有宽光谱的透射能力对于高清晰成像还远远不够,如果镜头的光谱矫正能力不足,反而将使部分波长的光不能准确的在摄像机靶面上成像,致使虚像的产生。这种技术是普通镜片通过镀膜无法实现的。KOWA采用ED(超低色散)镜片,可以很好的解决此问题。例如KOWA的LMZ0812AMPDC-IR就是一款对应300万像素红外无偏焦镜头,可以将可见光和非可见光同时准确的在摄像机靶面上成像,得到高清的画面效果。


相关标签:工业镜头,自动对焦工业镜头,工业相机

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