你不得不知道的工业镜头使用中的常见问题

镜头的基本功能就是实现光束变换（调制），在机器视觉系统中，工业镜头的主要作用是将目标成像在图像传感器的光敏面上。工业镜头是机器视觉系统设计的重要环节。在实际应用过程中，会遇到以下常见问题。

1、Q：如何判断镜头分辨率是否与相机匹配？

A: 像方分辨率VS物方分辨率×2 像方分辨率=物方分辨率×倍率

2、Q：这支镜头我想要到xx倍，需要加多少接圈？

A: 接圈=焦距*(1-β)-后侧主点位置-LB（β为镜头光学倍率）

3、Q：如何判断一支镜头的景深够不够？

A: 景深= （2×有效Fno×可接受弥散斑直径）/β² （β为 镜头光学倍率） 有效Fno =（1+β）Fno

在实际项目中，如可接受的过度像素是3个，那么此3个过度像素的长度就作为弥散斑的半径，此时计算该应用中的景深所用的弥散斑直径就是：2 x 3 x像元尺寸。

4、Q：图像两边亮中间暗是怎么回事？

A: 检查相机平场矫正是否对暗场曝光过高。

5、Q：图像四周有暗角怎么办？

A: 缩小光圈、提高光源均匀性，如仍无法满足要求可改用更长焦距、使用远心镜头、提升相机的CRA角、选用更适配靶面的相机镜头等方法。

6、Q：变倍or变焦，两者的区别是什么？

A: 首先我们看下什么是焦距。如下图所示，当平行光AB入射进理想光学光学系统， 折射后光线CD与光轴交于点F’,F’就是无穷远处轴上物点的像点，被称为该光学系统的焦点。延长入射光线AB，与折射光线CD的反向延长线相较于一点，过该点做垂直与光轴的直线，焦点H’称为该光学系统的主点，主点H’到焦点F’的距离f’就是焦距。

变焦

判断光学系统定焦还是变焦，主要看该光学系统的焦点、焦距有没有变化，那么通过改变透镜的形状与折射率导致光学系统的主点、焦点、焦距发生变化就是变焦。我们知道，通常使用镜头光学系统是由多枚透镜组成的，那么多枚镜片之间的相对位置变化也会影响整体光学系统的折射率。在工业自动化领域常见的变焦镜头是通过调整镜头内镜片的相对位置改变光学系统的焦距来实现变焦。

变倍

那什么是变倍呢？根据理想光学系统成像公式：1/u + 1/v = 1/f (不考虑方向符号)，其中u是物距，v是像距，f是焦距。在焦距固定的情况下，像距变小，则物距变大；像距变大，则物距变小。我们又知道，同一光学系统成像，物距越大，则倍率越小；物距越小，则倍率越大。我们常说的变倍就是通过调节成像系统中的像距与物距来实现的。

我们大多数情况下所使用的镜头，都会明确标注焦距25mm，35mm，90mm等等。其都是定焦镜头，但是我们在使用的时候还是会说到“调焦”这个词，其实这里说的调焦就是指变倍。也就是说成像系统本身没有变化，它的焦点，主点，焦距什么都没变，通过移动整组镜头，改变了物体、像和它之间的距离，那么得到的像的大小是不一样的，也就是倍率改变了，这就是变倍的概念。

Tips: 以后当我们再拿到一只镜头,想判断它是变焦还是变倍镜头?很简单，看看焦距是不是变化的，如果焦距不是变化的，那么就知道了，在调节的时候，必定是里面的整组镜片一起移动的。而它虽然不是变焦的，却可以是变倍的，因为可以对不同位置的被测物进行成像，此时放大倍率是不一样的。