鏡頭的基本功能就是實(shí)現(xiàn)光束變換（調(diào)制），在機(jī)器視覺系統(tǒng)中，工業(yè)鏡頭的主要作用是將目標(biāo)成像在圖像傳感器的光敏面上。工業(yè)鏡頭是機(jī)器視覺系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)。在實(shí)際應(yīng)用過程中，會(huì)遇到以下常見問題。

1、Q：如何判斷鏡頭分辨率是否與相機(jī)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：這支鏡頭我想要到xx倍，需要加多少接圈？

A: 接圈=焦距*(1-β)-后側(cè)主點(diǎn)位置-LB（β為鏡頭光學(xué)倍率）

3、Q：如何判斷一支鏡頭的景深夠不夠？

A: 景深= （2×有效Fno×可接受彌散斑直徑）/β2 （β為 鏡頭光學(xué)倍率） 有效Fno =（1+β）Fno

在實(shí)際項(xiàng)目中，如可接受的過度像素是3個(gè)，那么此3個(gè)過度像素的長(zhǎng)度就作為彌散斑的半徑，此時(shí)計(jì)算該應(yīng)用中的景深所用的彌散斑直徑就是：2 x 3 x像元尺寸。

4、Q：圖像兩邊亮中間暗是怎么回事？

A: 檢查相機(jī)平場(chǎng)矯正是否對(duì)暗場(chǎng)曝光過高。

5、Q：圖像四周有暗角怎么辦？

A: 縮小光圈、提高光源均勻性，如仍無法滿足要求可改用更長(zhǎng)焦距、使用遠(yuǎn)心鏡頭、提升相機(jī)的CRA角、選用更適配靶面的相機(jī)鏡頭等方法。

6、Q：變倍or變焦，兩者的區(qū)別是什么？

A: 首先我們看下什么是焦距。如下圖所示，當(dāng)平行光AB入射進(jìn)理想光學(xué)光學(xué)系統(tǒng)， 折射后光線CD與光軸交于點(diǎn)F’,F’就是無窮遠(yuǎn)處軸上物點(diǎn)的像點(diǎn)，被稱為該光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)。延長(zhǎng)入射光線AB，與折射光線CD的反向延長(zhǎng)線相較于一點(diǎn)，過該點(diǎn)做垂直與光軸的直線，焦點(diǎn)H’稱為該光學(xué)系統(tǒng)的主點(diǎn)，主點(diǎn)H’到焦點(diǎn)F’的距離f’就是焦距。

變焦

判斷光學(xué)系統(tǒng)定焦還是變焦，主要看該光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)、焦距有沒有變化，那么通過改變透鏡的形狀與折射率導(dǎo)致光學(xué)系統(tǒng)的主點(diǎn)、焦點(diǎn)、焦距發(fā)生變化就是變焦。我們知道，通常使用鏡頭光學(xué)系統(tǒng)是由多枚透鏡組成的，那么多枚鏡片之間的相對(duì)位置變化也會(huì)影響整體光學(xué)系統(tǒng)的折射率。在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域常見的變焦鏡頭是通過調(diào)整鏡頭內(nèi)鏡片的相對(duì)位置改變光學(xué)系統(tǒng)的焦距來實(shí)現(xiàn)變焦。

變倍

那什么是變倍呢？根據(jù)理想光學(xué)系統(tǒng)成像公式：1/u + 1/v = 1/f (不考慮方向符號(hào))，其中u是物距，v是像距，f是焦距。在焦距固定的情況下，像距變小，則物距變大；像距變大，則物距變小。我們又知道，同一光學(xué)系統(tǒng)成像，物距越大，則倍率越小；物距越小，則倍率越大。我們常說的變倍就是通過調(diào)節(jié)成像系統(tǒng)中的像距與物距來實(shí)現(xiàn)的。

我們大多數(shù)情況下所使用的鏡頭，都會(huì)明確標(biāo)注焦距25mm，35mm，90mm等等。其都是定焦鏡頭，但是我們?cè)谑褂玫臅r(shí)候還是會(huì)說到“調(diào)焦”這個(gè)詞，其實(shí)這里說的調(diào)焦就是指變倍。也就是說成像系統(tǒng)本身沒有變化，它的焦點(diǎn)，主點(diǎn)，焦距什么都沒變，通過移動(dòng)整組鏡頭，改變了物體、像和它之間的距離，那么得到的像的大小是不一樣的，也就是倍率改變了，這就是變倍的概念。

Tips: 以后當(dāng)我們?cè)倌玫揭恢荤R頭,想判斷它是變焦還是變倍鏡頭?很簡(jiǎn)單，看看焦距是不是變化的，如果焦距不是變化的，那么就知道了，在調(diào)節(jié)的時(shí)候，必定是里面的整組鏡片一起移動(dòng)的。而它雖然不是變焦的，卻可以是變倍的，因?yàn)榭梢詫?duì)不同位置的被測(cè)物進(jìn)行成像，此時(shí)放大倍率是不一樣的。