什么是鏡頭焦距鏡頭焦距的分類
鏡頭焦距是指鏡頭光學(xué)后主點(diǎn)到焦點(diǎn)的距離，是鏡頭的重要性能指標(biāo)。那么你對(duì)鏡頭焦距了解多少呢?以下是由學(xué)習(xí)啦小編整理關(guān)于什么是鏡頭焦距的內(nèi)容，希望大家喜歡!
鏡頭焦距的簡(jiǎn)介
鏡頭焦距的長(zhǎng)短決定著拍攝的成像大小，視場(chǎng)角大小，景深大小和畫(huà)面的透視強(qiáng)弱。鏡頭的焦距是鏡頭的一個(gè)非常重要的指標(biāo)。鏡頭焦距的長(zhǎng)短決定了被攝物在成像介質(zhì)(膠片或CCD等)上成像的大小，也就是相當(dāng)于物和象的比例尺。當(dāng)對(duì)同一距離遠(yuǎn)的同一個(gè)被攝目標(biāo)拍攝時(shí)，鏡頭焦距長(zhǎng)的所成的象大，鏡頭焦距短的所成的象小。根據(jù)用途的不同，照相機(jī)鏡頭的焦距相差非常大，有短到幾毫米，十幾毫米的，也有長(zhǎng)達(dá)幾米的。
一般我們說(shuō)：焦距就是透鏡中心到焦點(diǎn)的距離。但這僅僅是單片薄透鏡的情況，由于照相機(jī)的鏡頭都是由許多片透鏡組合而成的，因此，情況遠(yuǎn)不是那么簡(jiǎn)單。
鏡頭的焦距分為像方焦距和物方焦距。像方焦距是像方主面到象方焦點(diǎn)的距離，同樣，物方焦距就是物方主面到物方焦點(diǎn)的距離。必須注意，由于照相機(jī)鏡頭設(shè)計(jì)，特別是變焦距鏡頭中廣泛采用了望遠(yuǎn)鏡結(jié)構(gòu)，物方焦距與像方焦距是不一定相等的。我們平時(shí)說(shuō)的照相機(jī)鏡頭的焦距是指像方焦距。
鏡頭焦距的分類
較常見(jiàn)的有8mm，15mm，24mm，28mm，35mm，50mm，85mm，105mm，135mm，200mm，400mm，600mm，1200mm等，還有長(zhǎng)達(dá)2500mm超長(zhǎng)焦望遠(yuǎn)鏡頭。
鏡頭根據(jù)其焦距的長(zhǎng)短，也即拍攝時(shí)的視角，可分為標(biāo)準(zhǔn)鏡頭，廣角鏡頭和長(zhǎng)焦距鏡頭等。
標(biāo)準(zhǔn)鏡頭的視角約50度左右，這是人單眼在頭和眼不轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下所能看到的視角，從標(biāo)準(zhǔn)鏡頭中觀察的感覺(jué)與我們平時(shí)所見(jiàn)的景物基本相同。35mm相機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)鏡頭的焦距多為40mm，50mm或55mm。120相機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)鏡頭焦距一般為80mm或75mm，相機(jī)片幅越大則標(biāo)準(zhǔn)鏡頭的焦距越大。而數(shù)碼相機(jī)由于其成像介質(zhì)(CCD或CMOS)有大有小，標(biāo)準(zhǔn)鏡頭的焦距也不一致。為了方便直觀，說(shuō)起DC鏡頭時(shí)經(jīng)常采用等效于35mm相機(jī)的所謂等效焦距，這個(gè)等效就是指視角上的等效。以下就只說(shuō)35mm相機(jī)的鏡頭，其他片幅的相機(jī)以及數(shù)碼相機(jī)可以類推。
如何選擇鏡頭
鏡頭是工業(yè)視覺(jué)系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分正確地選擇鏡頭是視覺(jué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的很重要的一環(huán)。這里給大家提供鏡頭選擇的一個(gè)基本思路。
1. 工作波長(zhǎng)、變焦與定焦
視覺(jué)系統(tǒng)通常使用環(huán)境是在可見(jiàn)光范圍內(nèi)，這樣的鏡頭是我們最常用的，也有一些系統(tǒng)比較特殊，使用環(huán)境是在紫外或者紅外波段，需要選用專門的紫外或者紅外鏡頭。
大多數(shù)視覺(jué)系統(tǒng)的工作距離和放大倍數(shù)是不變的，因此鏡頭焦距也是固定的，但部分系統(tǒng)需要在工作距離變化后保持放大倍數(shù)穩(wěn)定，或者在工作距離不變的情況下獲得不同的放大倍數(shù)，這樣我們需要選用變焦鏡頭。
2. 遠(yuǎn)心鏡頭與標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)鏡頭
對(duì)于精密測(cè)量的系統(tǒng)，需要選用遠(yuǎn)心鏡頭，它的特點(diǎn)是：物體在景深范圍內(nèi)移動(dòng)，光學(xué)放大倍數(shù)不變，這就避免了測(cè)試過(guò)程中工作距離的輕微改變導(dǎo)致系統(tǒng)放大倍數(shù)的變化，保證了系統(tǒng)規(guī)定測(cè)量精度。對(duì)于一般的工業(yè)測(cè)量、缺陷檢測(cè)或者定位等，對(duì)物體成像的放大倍率沒(méi)有嚴(yán)格要求，只要選用畸變小的鏡頭，就可以滿足要求。
3. 靶面大小與分辨率
鏡頭成像面大小必須大于與之配套的CCD相機(jī)的靶面，這樣CCD相機(jī)的芯片才能得到充分的利用。
鏡頭的選擇要考慮其分辨率要與相機(jī)的像元大小等匹配，這樣設(shè)計(jì)的系統(tǒng)能充分利用CCD相機(jī)的分辨精度，還能使系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性達(dá)到最佳。
4. 視場(chǎng)角與焦距
通過(guò)系統(tǒng)要求的視場(chǎng)角可以找到對(duì)應(yīng)焦距的鏡頭，而通過(guò)系統(tǒng)提供的分辨率和相機(jī)的像元等參數(shù)，可以利用基本的幾何光學(xué)原理計(jì)算出合適的系統(tǒng)焦距。
下面來(lái)看一個(gè)實(shí)際的鏡頭選型的例子：為視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)選擇鏡頭，已知條件是：相機(jī)靶面為2/3”，像元尺寸為6.45um x6.45um ，C-mount，工作距離大于200mm，系統(tǒng)分辨率為0.05mm， 光源采用白色LED光源。
第一：因?yàn)椴捎冒咨庠?，所以肯定是普通的可?jiàn)光鏡頭;
第二：工作距離不變，分辨率固定，可以知道鏡頭是定焦鏡頭;
第三：相機(jī)的Nyquist頻率為：1000/(2x6.45)=77.5，所選用的鏡頭分辨率應(yīng)該不小于77.5lp/mm，這樣才能保證系統(tǒng)分辨率最佳;
第四：工作焦距計(jì)算：鏡頭放大倍數(shù)為M=6.45/(0.05X1000)=0.13，焦距=工作距離*放大倍數(shù)/(放大倍數(shù)+1)=23mm，選擇25mm焦距的鏡頭;
第五：根據(jù)以上說(shuō)明，我們選擇的鏡頭是：2/3”， C-mount，焦距為25mm，分辨率在80-100lp/mm的工業(yè)鏡頭。
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