摄像头光学评测 A 标准
摄像头光学评测标准
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前提
该部分测试项如无特殊说明，应在暗室（墙壁为18%灰色或黑色，原始亮度<=0.01Lux）下进行测试；环境温度 20~30 摄氏度，湿度 35%~60%；
以下测试如无特殊说明中均有使用测试板；度信盒；三脚架；电脑。将测试板插到度信盒上并固定到三脚架上，使用数据线再将度信盒连接到电脑上，打开电脑上的度信版摄像头驱动软件，调整三脚架并进行拍照。
如下图:
摄像头评测内容
一、分辨率测试（Resolution）
二、白平衡测试（White Balance）
三、灰阶测试（Gray Scale Test）
四、色彩还原准确度测试（Color Accuracy/Saturation）
五、亮度均匀性测试(Lens Shading)
六、颜色均性测试(Color Uniformity)
七、信噪比(Color Uniformity)
八、几何失真测试(TV Distortion)
九、视场角测试(Field Of View)
十、耀斑测试(Flare)
十一、实景拍摄测试(Scene Capture)
1 摄像头分辨率测试
a.设备：ISO12233 chart 1X/2X/4X，度信盒，三脚架，电脑，均匀发光墙（使光均匀照到图片
上）；照度计（测量图片表面照度）；
ISO12233 chart 1X/2X/4X
b.数量：2 PCS
c.测试条件：电脑处于开机状态，摄像头设置于最大分辨率;调节均匀发光板，使用照度计测试
图中心照度，使图片表面照度大约为500±50 Lux；
d.测试方法：
1）调节终端镜头与测试图卡(ISO resolution Chart for Electronics Still Cameras )之间的距离，使图卡成像清晰,并使水平方向的粗框与拍摄画面水平框平行，拍摄时让图卡的有效高度（粗框内侧的高度）正好沾满画面。一般图像格式水平像素与垂直像素比例为4：3，使所拍摄画面为黑线内区域即可。
2）将拍摄图像输入电脑，使用Imatest软件在图片的中心和四周分别截取下图中红色部分，测试得出中心和四周的视觉分辨率值（MTF50值，单位LW/PH）.
e. 判别摄像头分辨率是否达到标称值
判断标准：针对不同有效像素的摄像头，其中心视场的水平分辨率（单位LW/PH）应满足以下要求：
2 白平衡测试
a.测试设备：测试板，度信盒，数据线，三脚架，电脑
Gertag Macbeth color checker色卡，标准光箱.
b.样机数量：2PCS
c.测试条件：电脑处于开机状态，摄像头设置于最大分辨率;照明光源：D65光源/A光源/F光
源。
d.测试方法
1）打开摄像头驱动软件。分别在D65光源/A光源/F光源照明下，对彩色图卡(Gertag Macbeth color checker彩色图卡)进行拍摄。调节摄像头和被拍摄图卡距离，使chart图面积占整个拍摄图面的50%~75%。
2）将拍摄图像输入电脑，在色块20,21,22中截取面积不小于30%的区域，计算所截取区域的RGB平均值，将RGB转化为HSV ( Hue色度/Saturation饱和度/Value纯度）色度空间，取三个色块的S值。
3）HSV中S与RGB转换关系：
Max=max（R，G，B）
Min=min（R，G，B）
S=（Max-Min）/Max
e.测试目的：白平衡是否达到标称值。
判定标准：
3 灰阶测试
a.测试设备：测试板，度信盒，数据线，三脚架，电脑，标准光箱，
灰阶测试图卡（Gray Scale）
b.样机数量：2PCS
c.测试条件：电脑处于开机状态，摄像头设置于最大分辨率;照明光源：D65光源。
d.测试方法：
1）打开摄像头驱动软件，在D65光源照明下，对MX2.0灰阶图卡进行拍摄。调节摄像头和被
拍摄图卡距离，使chart图面积占整个拍摄图面的50%~75%。
2）将拍摄的图片输入电脑，使用图像测试截取图中红线部分，得出的每个灰度块的灰度值，若两相邻灰阶之间的亮度值之差大于等于8，则认为这两个灰阶是可以分辨的，从而得出可分辨的灰阶级数。
e.测试目的：动态范围是否达到标称值。
判定标准：下表中可分辨的灰阶级数=阶数
4 色彩还原准确度测试
a.测试设备：测试板，度信盒，数据线，三脚架，电脑,Gertag Macbeth color checker色卡，
标准光箱.
b．样机数量：2PCS
c. 测试条件：电脑处于开机状态，摄像头设置为最大分辩率，D65光源。
d. 测试方法：
1) 打开摄像头驱动软件，在D65光源照明下，对Gertag Macbeth color checker色卡进行
拍摄。调节摄像头和被拍摄图卡距离，使chart图面积占整个拍摄图面的50%~75%。
2）将图片输入电脑，使用Imatest图像分析软件进行分析。
原理为：将每个色块的30%的区域的RGB值转换成CIE L*a*b色度空间,测量值记录为L，a，b。
同理标准（Gertag Macbeth color checker）色卡在CIE L*a*b色度空间中有对应的标准值，
记录为L*a*b（具体可参看CIE L*a*b 1976标准）
其中：① RGB转CIE XYZ公式如下（X,Y,Z是物体的刺激值）
X=0.490R+0.310G+0.200B
Y=0.177R+0.812G+0.011B
Z=0.000R+0.010G+0.990B
② CIE XYZ转CIE L*a*b公式如下
CIE共规定了四种标准光源的三刺激值，如下：
分别计算出24色块的
色差：
总色差：
并计算其平均值、（其中L*a*b在GretagMacbeth ColorChecter里面的24个色块对应中可查到。）
3）使用软件计算出色彩饱和度并求其：
e. 测试目的：色彩还原准确度是否达到标称值。
判断标准：
5 像面亮度均匀性测试
a．测试设备：测试板，度信盒，数据线，三脚架，电脑,均匀发光板.
b．样机数量：2PCS
c．测试条件：电脑处于开机状态，摄像头设置为最大分辩率。
d．测试方法：
1）测试之前先打开发光板，大约10分钟左右，使发光板表面的光照分布均匀；
2）打开摄像头驱动软件，调节摄像镜头与均匀发光板之间的距离，大约为2mm，使取景面积充满整个拍摄图面。
3）将拍摄的片输入电脑，使用Imatest图像测试软件进行计算，取32*32 pixels块，算出图片中心与四周的亮度（Luminance）平均值，用Y表示（Ycenter,Ycorner-1,Ycorner-2, Ycorner-3, Ycorner-4）
4）Y值计算公式：读出所取32*32 pixels块的 R,G,B 平均值， Y=0.3R+0.59G+0.11B。（可使用其他图像测试软件进行计算R、G、B平均值）
5）计算中心区块亮度与四周区块亮度比值（n为四周标号）, 测试结
果四个.
e. 测试目的：像面亮度均匀度是否达到标称值。
判断标准：
6 颜色均匀性测试
a．测试设备：测试板，度信盒，数据线，三脚架，电脑, 标准光箱，
Kodak 18% 灰卡
b．样机数量：2PCS
c．测试条件：电脑处于开机状态，摄像头设置为最大分辩率。
d．测试方法：
1）打开摄像头驱动软件，调节摄像镜头与均匀发光板之间的距离，在D65光源照明下，对Kodak 18% 灰卡进行拍摄。调节摄像头和被拍摄图卡之间的距离（大约为10~15cm），使chart图面积占整个拍摄图面的50%~75%。
2）将图片输入电脑，使用Imatest图像分析软件进行分析。
原理为：将整幅画像划分为32*32pixels的像素块，读出所取像素块的 R,G,B的平均值并计算出R/G的值。X=|1-R/G|（X作为判定颜色均匀性的标准）
e. 测试目的：像面颜色均匀度是否达到标称值。
判断标准：X=|1-R/G|<0.2
7 信噪比测试
a.测试设备：测试板，度信盒，数据线，三脚架，电脑,Gertag Macbeth color checker色卡，
标准光箱.
b.样机数量：2PCS
c.测试条件：电脑处于开机状态，摄像头设置为最大分辩率，D65光源。
d.测试方法：
1) 打开摄像头驱动软件，在D65光源照明下，对Gertag Macbeth color checker色卡进行
拍摄。调节摄像头和被拍摄图卡距离，使chart图面积占整个拍摄图面的50%~75%。
2）将图片输入电脑，使用Imatest图像分析软件进行分析。
原理：①取20-23色块的30%中心区域，
计算出每个像素点的亮度值Y(i,j)：
Y(i,j)=0.3R+0.59G+0.11B，
并求出区域块内平均亮度值Y average ；
②. 计算每个色块的Y标准差
噪点N oise=S zdy。
③.计算每个色块的信噪比（SNR）
e.测试目的：信噪比是否达到标称值。
判断标准：20-23色块的SNR的平均值
8 几何失真测试
a.测试设备：测试板，度信盒，数据线，三脚架，电脑,几何失真测试图卡，标准光箱.
b.样机数量：2PCS
c.测试条件：电脑处于开机状态，摄像头设置为最大分辩率，D65光源。
d.测试方法：
1）打开摄像头驱动软件，在D65光源照明下，对几何失真测试图卡进行拍摄。调节摄像头和被拍摄图卡距离，使拍摄图面=100%的chart面积。
2）将图片输入电脑，使用Imatest图像分析软件进行分析。
原理：畸变分为桶形与枕形畸变，如下图
畸变计算公式：
e.测试目的：畸变是否达到标称值。
判断标准：畸变值用X表示
9 视场角测试
a.测试设备：测试板，度信盒，数据线，三脚架，电脑, 日光灯。
视场角测试图卡
b.样机数量：2PCS
c.测试条件：电脑处于开机状态，摄像头设置为最大分辩率，
d.测试方法：
1) 打开摄像头驱动软件，在日光灯照明下，对视场角测试图卡进行拍摄。拍摄距离是70cm
（此距离是根据chart图的大小计算得出），使摄像头拍摄中心对准chart图中心，拍摄图片并读出对角线数值。
2）拍摄画面为平面a，L为垂直于平面a的线段，即摄像头到Chart的距离，A，B为实际拍摄画面的最长宽边和长边，o点为Chart中心，如图：
e.测试目的：视场角数值是否达到标称值。
判断标准：
10 耀斑测试
a.测试设备：测试板，度信盒，数据线，三脚架，电脑,几何失真测试图卡，日光灯.
b.样机数量：2PCS
c.测试条件：电脑处于开机状态，摄像头设置为最大分辩率。
d.测试方法：
1）打开摄像头驱动软件，旋转三脚架，在不同的角度下对日光灯进行拍摄。
2）拍摄标准示例：
11 实景拍摄测试
a.测试设备：测试板，度信盒，数据线，三脚架，电脑,几何失真测试图卡，日光灯.
b.样机数量：2PCS
c.测试条件：电脑处于开机状态，摄像头设置为最大分辩率。
d.测试方法：
1）拍摄要求：
①晴天室外建筑物拍摄
②晴天逆光人物拍摄
③晴天室外人物、植物拍摄
④室内人物、植物拍摄
⑤近景35cm处，名片拍摄
仅供个人用于学习、研究；不得用于商业用途。
For personal use only in study and research; not for commercial use.
Nur für den pers?nlichen für Studien, Forschung, zu kommerziellen Zwecken verwendet werden.
Pour l 'étude et la recherche uniquement à des fins personnelles; pas à des fins commerciales.
толькодля людей, которые используются для обучения, исследований и не должны использоваться в коммерческих целях.
以下无正文
仅供个人用于学习、研究；不得用于商业用途。
For personal use only in study and research; not for commercial use.
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光学测量技术详解
光学测量技术详解(图文) 光学测量是生产制造过程中质量控制环节上重要的一步。它包括通过操作者的观察进行的快速、主观性的检测，也包括通过测量仪器进行的自动定量检测。光学测量既可以在线下进行，即将工件从生产线上取下送到检测台进行测量；还可以在线进行，即工件无须离开产线；此外，工件还可以在生产线旁接受检测，完成后可以迅速返回生产线。 人的眼睛其实就是一台光学检测仪器；它可以处理通过晶状体映射到视网膜上的图像。当物体靠近眼球时，物体的尺寸感觉上会增加，这是因为图像在视网膜上覆盖的“光感器”数量增加了。在某一个位置，图像达到最大，此时再将物体移近时，图像就会失焦而变得模糊。这个距离通常为10英寸（250毫米）。在这个位置上，图像分辨率大约为0.004英寸（100微米）。举例来说，当你看两根头发时，只有靠得很近时才能发现它们之间是有空隙的。如果想进一步分辨更加清楚的细节的话，则需要进行额外的放大处理。 本部分设定了隐藏，您已回复过了，以下是隐藏的内容 人的眼睛其实就是一台光学检测仪器；它可以处理通过晶状体映射到视网膜上的图像。本图显示了人眼成 像的原理图。 人眼之外的测量系统 光学测量是对肉眼直接观察获得的简单视觉检测的强化处理，因为通过光学透镜来改进或放大物体的图像，可以对物体的某些特征或属性做出准确的评估。大多数的光学测量都是定性的，也就是说操作者对放大的图像做出主观性的判断。光学测量也可以是定量的，这时图像通过成像仪器生成，所获取的图像数据再用于分析。在这种情况下，光学检测其实是一种测量技术，因为它提供了量化的图像测量方式。 无任何仪器辅助的肉眼测量通常称为视觉检测。当采用光学镜头或镜头系统时，视觉检测就变成了光学测量。光学测量系统和技术有许多不同的种类，但是基本原理和结构大致相同。
高分辨率手机镜头的光学设计与性能仿真文献综述
文献综述 题目_高分辨率手机镜头的 光学设计与性能仿真 学生姓名洪鑫 专业班级电子科技13-01 学号541311010111 院（系）物理电子工程学院 指导教师(职称)运高谦（讲师） 完成时间2017年5月30日
高分辨率手机镜头的光学设计与性能仿真 摘要：手机的数码相机功能指的是手机是否可以通过内置或是外接的数码相机进行拍摄静态图片或短片拍摄，作为手机的一项新的附加功能，手机的数码相机功能得到了迅速的发展。针对目前国内高像素手机镜头的快速发展，本文对整个手机镜头发展历史与现状以及发展趋势，设备原理及其制造材料加以了阐述。 关键字：手机镜头/发展/原理/未来 1.手机镜头的历史背景 手机拍照功能的日益发展带动了整个手机镜头产业的进步，作为手机产业中重要的一环，手机的拍照功能的竞争己经到了一个白热化的阶段，这就带动了手机镜头产业的飞速发展，市场规模和需求不断增大，手机对传感器的需求量，已经超过电子产品的整个市场，成为最大。 前几年，全球的手机出货量达到惊人的百亿部，这种格局的改变带动了整个产业的火热度，从而提升整体的业界水平。智能手机的高清晰度及其功能效果更能在同类行业里形成明显的价格优势，加上三星、苹果等大企业在各自品牌上，对拍照功能的优势进行品牌效应的手段，更使得手机镜头行的发展得到长足的进步。 镜头行业的高速发展，究其原因，其一源于移动终端的高速发展。平板电脑与智能手机目前的发展潜力非常大，成长最快，并且搭载了双镜头的模式。随着人生活水平的提高，加上3G/4G业务的广泛应用这种双镜头模式的技术提升，也是未来终端镜头技术发展的重点；其二，高像素手机的使用比例步步攀升，这种使用比例的迅速提高，促使镜头市场的规模也不断的增加，从iphone4搭载了500万像素的镜头开始以后快速发展指到现在普遍手机都会有1300万像素的手机镜头最高可达5000万像素以上。 近几年来，计算机自动控制技术得到广泛的发展与应用，镀膜技术，高精密数控加工技术的单点金刚石加工技术，新型材料的研发与使用，非球面技术的研
工业镜头视场倍率焦距之间的关系
工业镜头的视场、倍率、焦距之间的关系一、焦距的计算方法 二、光学放大倍率的计算方法 三、视场的计算方法 四、视野表
x12 0.55x0.73x0.92 252 388 0.40x0.53x0.67 343 534 0.30x0.40x0.50 457 712 五、机器视觉中工业镜头的计算方式 1、WD 物距工作距离（Work Distance， WD）。 2、FOV 视场视野（Field of View， FOV） 3、DOV 景深（Depth of Field）。 4、Ho:视野的高度 5、Hi:摄像机有效成像面的高度(Hi来 代表传感器像面的大小) 6、PMAG:镜头 的放大倍数 7、f:镜头的焦距 8、LE:镜头像平面的扩充距离 要了解 CCD 尺寸，首先必须先认识在工程师眼中“1英吋”的定义是什么？ 业界通用的规范就是 1英吋 CCD尺寸= 长 12.8mm ×宽 9.6mm = 对角线为 16mm 之对应面积。 透过“勾股定理”.可得出该三角之三边比例为 4：3：5；换句话说，我无须给你完整的面积参数，只要给你该三角形最长一边长度，你就可以透过简单 的定理换算回来。而且面积对角线长度就是16除以那个分母。 有了固定单位的 CCD 尺寸就不难了解余下 CCD Size 比例定义了，例如: 1）1/2" CCD的对角线就是 1"的一半为8mm，面积约为 1/4； 2）1/4" CCD的对角线就是 1"的1/4，即为 4mm，面积约为1/16。 所以，得出这样的结论，就是1/2.5inch CCD感光面积<1/1.8inch。
六、相机和镜头选择技巧 1、相机的主要参数: 感光面积SS（Sensor Size） 2、镜头的主要参数: 焦距FL（Focal Length） 最小物距Dmin（minimum Focal Distance） 3、其他参数: 视野FOV（Field of View） 像素pixel FOVmin=SS（Dmin/FL） 如:SS=6.4mm，Dmin=8in，FL=12mm pixel=640*480 则:FOVmin=6.4（8/12）=4.23mm 4.23/640=0.007mm 如果精度要求为0.01mm， 1pixels=0.007mm<0.01mm 结论:可以达到设想的精度七、工业相机传感器尺寸大小： 1/4″:(3.2mm×2.4mm)；1/3″:(4.8mm×3.6mm)； 1/2″:(6.4mm×4.8mm)；2/3″:(8.8mm×6.6mm)； 1″:(12.8mm×9.6mm)；
工业镜头的基本参数
四．工业镜头的视角，焦距 焦距的大小决定着视场角的大小，焦距数值小，视场角大，所观察的范围也大，但距离远的物体分辨不很清楚；焦距数值大，视场角小，观察范围小，只要焦距选择合适，即便距离很远的物体也可以看得清清楚楚。由于焦距和视场角是一一对应的，一个确定的焦距就意味着一个确定的视场角，所以在选择镜头焦距时，应该充分考虑是观测细节重要，还是有一个大的观测范围重要，如果要看细节，就选择长焦距镜头；如果看近距离大场面，就选择小焦距的广角镜头。 1．焦距的计算： 镜头的焦距，视场大小及镜头到被摄取物体的距离的计算如下： f＝wL／W f：镜头焦距 w：图象的宽度(被摄物体在ccd靶面上成象宽度) W：被摄物体宽度 L：被摄物体至镜头的距离 高度可以类比。 2．视场角的计算： tg（ωH/2）＝h/2f = W/L tg（ωV /2）＝v /2f = H/L ωH：水平视场角 ωV：垂直视场角 f：镜头的焦距 h：摄像机靶面的水平宽度 v：摄像机靶面的垂直高度 W：最大可见物体宽度的一半 H：最大可见物体高度的一半 L：被摄物体至镜头的距离 垂直视角可以类比。 3．镜头按视角分类
镜头按视角分可以分为： 标准镜头：视角3 0度左右，在1／2英寸CCD摄象机中，标准镜头焦距定为1 2 mm，在1／3英寸C CD摄像机中，标准镜头焦距定为8 mm。只所以称30度视角的镜头是标准镜头是因为人眼的有效视角大概是30度。 广角镜头：视角9 0度以上，焦距可小于几毫米，可提供较宽广的视景。 远摄镜头：视角2 0度以内，焦距可达几米甚至几十米，此镜头可在远距离情况下将拍摄的物体影响放大，但使观察范围变小。 4．镜头按焦距分类 镜头从焦距上分为： 短焦距镜头：因入射角较宽，可提供一个较宽广的视野。 中焦距镜头：标准镜头，焦距的长度视C C D的尺寸而定。 长焦距镜头：因入射角较狭窄，故仅能提供狭窄视景，适用于长距离监视。 按焦距分类和按视角分类是对应的。 5．定焦镜头和变焦镜头 有些镜头的焦点是固定的，而有些镜头的焦点是可变的，这分别称为定焦镜头和变焦镜头。 变焦镜头也常被成为变倍镜头，它的焦距连续可变，即可将远距离物体放大，同时又可提供一个宽广视景，使监视范围增加。变焦镜头有手动伸缩镜头和自动伸缩镜头两大类。典型的光学放大规格有6倍(6.0-36mm，F1.2)、8倍(4．5-36mm，F1．6)、1 0倍(8．0-80mm，F1．2)、12倍(6.0-72mm，F1．2)、2 0倍(10-200mm，F1.2)等档次，并以电动伸缩镜头应用最普遍。 五．镜头的分辨率 描述镜头成像质量的内在指标是镜头的光学传递函数与畸变，但对用户而言，需要了解的仅仅是镜头的空间分辨率，以每毫米能够分辨的黑白条纹数为计量单位。 六．特殊镜头 在特殊的安全镜头族群中，值得一提的品种包括光纤镜头、管道镜头、分像镜头、拐角镜头、中继镜头、自动聚焦镜头、安定镜头和长程镜头。这些镜头各有所长，可以实现普通镜头所无法完成的特殊功能。 1．光纤镜头和管道镜头 设计难度较大的监控系统中往往需要使用粘连光纤束镜头。与通常用于视频信号传输的单模光纤和多模光纤不同，这种光纤束是由上千根单独的玻璃光纤粘连在一起组成的。它可以将物镜得到的光学图像传输到十几厘米到几米远的地方。中继镜头从光纤束处理到图像后，再将其传送到摄像机的传感器上。通过光纤镜头取得的画面，其质量不如通过普通镜头取得的画面好。因此，这种镜头只能用在普通镜头无法解决问题的场合。光纤镜头分为刚性和柔性两种。 六．特殊镜头 在特殊的安全镜头族群中，值得一提的品种包括光纤镜头、管道镜头、分像镜头、拐角镜头、中继镜头、自动聚焦镜头、安定镜头和长程镜头。这些镜头各有所长，可以实现普通镜头所无法完成的特殊功能。 1．光纤镜头和管道镜头 设计难度较大的监控系统中往往需要使用粘连光纤束镜头。与通常用于视频信号传输的单模光纤和多模光纤不同，这种光纤束是由上千根单独的玻璃光纤粘连在一起组成的。它可以将物镜得到的光学图像传输到十几厘米到几米远的地方。中继镜头从光纤束处理到图像后，再将其传送到摄像机的传感器上。通过光纤镜头取得的画面，其质量不如通过普通镜头取得的画面好。因此，这种镜头只能用在普通镜头无法解决问题的场合。光纤镜头分为刚性和柔性两种。
光学镜头的选择及主要参数
光学镜头的选择及主要参数 发布者：pomeas浏览次数：EE] 13 摄像头镜头是视频监视系统的最关键设备，它的质量（指标）优劣直接影响摄像头的整机指标，因此，摄像头镜头的选择是否恰当既关系到系统质量，又关系到工程造价。 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，这与我们家用摄像头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、镜头的分类 （1）以镜头安装分类 所有的摄像头镜头均是螺纹口的，CCD摄像头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。 CS安装座：特种C安装，此时应将摄像头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 CS安装座摄像头上时，则需要使用镜头转换器 (2)以摄像头镜头规格分类 摄像头镜头规格应视摄像头的 CCD尺寸而定，两者应相对应。即摄像头的CCD靶面大小为1/2英寸 时，镜头应选1/2英寸。摄像头的CCD靶面大小为1/3英寸时，镜头应选1/3英寸。摄像头的CCD靶面大小为1/4英寸时，镜头应选1/4英寸。如果镜头尺寸与摄像头 CCD靶面尺寸不一致时，观察角度将不符合设计要求，或者发生画面在焦点以外等问题。 (3)以镜头光圈分类 镜头有手动光圈( manual iris )和自动光圈( auto iris )之分，配合摄像头使用，手动光圈镜头适合于亮度不变的应用场合，自动光圈镜头因亮度变更时其光圈亦作自动调整，故适用亮度变化的场合。 自动光圈镜头有两类：一类是将一个视频信号及电源从摄像头输送到透镜来控制镜头上的光圈，称为视频输入型，另一类则利用摄像头上的直流电压来直接控制光圈，称为 DC 输入型。自动光圈镜头上的 ALC (自动镜头控制)调整用于设定测光系统，可以整个画面的平均亮度，也可以画面中最亮部分(峰值)来设定基准信号强度，供给自动光圈调整使用。 一般而言， ALC 已在出厂时经过设定，可不作调整，但是对于拍摄景物中包含有一个亮度极高的目标 时，明亮目标物之影像可能会造成 "白电平削波”现象，而使得全部屏幕变成白色，此时可以调节ALC来变 换画面。 另外，自动光圈镜头装有光圈环，转动光圈环时，通过镜头的光通量会发生变化，光通量即光圈，一 般用F表示，其取值为镜头焦距与镜头通光口径之比，即：F= f (焦距)/D (镜头实际有效口径)，F值 越小，则光圈越大。 采用自动光圈镜头，对于下列应用情况是理想的选择，它们是：在诸如太阳光直射等非常亮的情况下，用自动光圈镜头可有较宽的动态范围。要求在整个视野有良好的聚焦时，用自动光圈镜头有比固定光圈镜头更大的景深。要求在亮光上因光信号导致的模糊最小时，应使用自动光圈镜头。 (4)以镜头的视场大小分类
机器视觉工业镜头专业术语详解
机器视觉系统中，镜头相当于人的眼睛，其主要作用是将目标的光学图像聚焦在图像传感器（相机）的光敏面阵上。视觉系统处理的所有图像信息均通过镜头得到，镜头的质量直接影响到视觉系统的整体性能。 下面对机器视觉工业镜头的相关专业术语做以详解。 一、远心光学系统： 指主光线平行于镜头光学轴的光学系统。而光从物体朝向镜头发出，与光学轴保持平行，甚至在轴外同样如此，则称为物体侧远心光学系统。光从镜头朝向影像，与与光学轴保持平行，甚至在轴外同样如此，则称为影像侧远心光学系统。 二、远心镜头： 远心镜头指主光线与镜头光源平行的镜头。有物体侧的远心，成像侧的远心，两侧的远心行头等方式。 通常的镜头
主光线与镜头光轴有角度，因此工件上下移动时，像的大小有变化。 两方远心境头 主物方，像方均为主光线与光轴平行 光圈可变，可以得到高的景深，比物方远心境头更能得到稳定的像最适合于测量用图像处理光学系统，但是大型化成本高 物方远心境头 只是物方主光线与镜头主轴平行 工件上下变化，图像的大小基本不会变化 使用同轴落射照明时的必要条件，小型化亦可对应 像方远心境头 只是像方主光线与镜头光轴平行 相机侧即使有安装个体差，也可以吸收摄影倍率的变化 用于色偏移补偿，摄像机本应都采用这种镜头 三、远心光学系统的特色： 优点：更小的尺寸。减少镜头数量，可降低成本。 缺点：上下移动物体表面时，会改变物体尺寸或位置。
四、远心： Telecentricity 是指物体的倍率误差。倍率误差越小，Telecentricity 越高。Telecentricity 有各种不同的用途，在镜头使用前，把握Telecentricity 很重要。远心镜头的主光线与镜头的光轴平行，Telecentricity 不好，远心镜头的使用效果就不好；Telecentricity 可以用下图进行简单的确认。 五、分辨率（μm ）： 光学系能力的尺度，表示黑白格状图案通过镜头观察时，1mm 中可以分辨观察到黑白条纹的最多对数。分辨率为两点间在无法识别前，能靠近的最近距离测量值，例如1μm 的分辨率代表两点间在无法识别前，能靠近的最近距离为1μm 。以下为根据镜头的无相差光衍射情况计算理论分辨率的公式。 六、分辨力(Lines ／mm)： 分辩力指黑白网线图镜头里影像内1mm 面积，可识别的黑白两色条纹数。分辨力的单位为线条/mm ，例如100线条/mm 代表可识别黑白间距1/100mm(10μm)。黑白线条的宽度为1/200mm(5μm)。 优点：上下移动物体表面时，不会改变物体尺寸或位置。使用同可使用更小的尺寸。 缺点：未使用同轴照明时，大于标准镜头的尺寸。 优点：与MML 相似，但镜头凸缘后端的尺寸出现极大差异时，会改缺点：与MML 相似，但成本比MML 更高。
光学镜头概述及分类
光学镜头概述及分类 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。本文的目的是通过对各种常见镜头的分类及主要参数介绍，总结各种因素之间的相互关系，使读者掌握机器视觉系统中镜头的选用技巧。 根据有效像场的大小划分 把摄影镜头安装在一很大的伸缩暗箱前端，并在该暗箱后端安装一块很大的磨砂玻璃。当将镜头光圈开至最大，并对准无限远景物调焦时，在磨砂玻璃上呈现出的影像均位于一圆形面积内，而圆形外则漆黑，无影像。此有影像的圆形面积称为该镜头的最大像场。在这个最大像场范围的中心部位，有一能使无限远处的景物结成清晰影像的区域，这个区域称为清晰像场。照相机或摄影机的靶面一般都位于清晰像场之内，这一限定范围称为有效像场。由于视觉系统中所用的摄像机的靶面尺寸有各种型号，所以在选择镜头时一定要注意镜头的有效像场应该大于或等于摄像机的靶面尺寸，否则成像的边角部分会模糊甚至没有影像。 根据有效像场的大小，一般可分为如下几类：
根据焦距分类 根据焦距能否调节，可分为定焦距镜头和变焦距镜头两大类。依据焦距的长短，定焦距镜头又可分为鱼眼镜头、短焦镜头、标准镜头、长焦镜头四大类。需要注意的是焦距的长短划分并不是以焦距的绝对值为首要标准，而是以像角的大小为主要区分依据，所以当靶面的大小不等时，其标准镜头的焦距大小也不同。变焦镜头上都有变焦环，调节该环可以使镜头的焦距值在预定范围内灵活改变。变焦距镜头最长焦距值和最短焦距值的比值称为该镜头的变焦倍率。变焦镜头有可分为手动变焦和电动变焦两大类。 变焦镜头由于具有可连续改变焦距值的特点，在需要经常改变摄影视场的情况下非常方便使用，所以在摄影领域应用非常广泛。但由于变焦距镜头的透镜片数多、结构复杂，所以最大相对孔径不能做得太大，致使图像亮度较低、图像质量变差，同时在设计中也很难针对各种焦距、各种调焦距离做像差校正，所以其成像质量无法和同档次的定焦距镜头相比。 实际中常用的镜头的焦距是从4毫米到300毫米的范围内有很多的等级，如何选择合适焦距的镜头是在机器视觉系统设计时要考虑的一个主要问题。光学镜头的成像规律可以根据两个基本成像公式牛顿公式和高斯公式来推导，对于机器视觉系统的常见设计模型，我们一般是根据成像的放大率和物距这两个条件来选择合适焦距的镜头的，在此给出一组实用的计算公式： 放大率：m=h’/h=l’/l 物距：l = f(1+1/m) 像距：l’= f(1+m) 焦距：f = l/(1+1/m) 物高：h = h’/m = h’(l-f)/f 像高：h’= mh = h(l’-f)/f 根据镜头接口类型划分 镜头和摄像机之间的接口有许多不同的类型，工业摄像机常用的包括c接口、cs接口、f接口、v接口、t2接口、徕卡接口、m42接口、m50接口等。接口类型的不同和镜头性能及质量并无直接关系，只是接口方式的不同，一般可以也找到各种常用接口之间的转接口。 c接口和cs接口是工业摄像机最常见的国际标准接口，为1英寸－32un英制螺纹连接口，c型接口和cs型接口的螺纹连接是一样的，区别在于c型接口的后截距为17.5mm，cs型接口的后截距为12.5mm。所以cs型接口的摄像机可以和c口及cs口的镜头连接使用，只是使用c口镜头时需要加一个5mm的接圈；c型接口的摄像机不能用cs口的镜头。
光学镜头基本知识
光學镜头基本知識 第一章光線的傳播 一﹑光在真空中是沿直線傳播的 光在真空中(均勻介質中)是沿直線傳播的﹐但是由於在我們的真實空間中﹐光並不能做到這一點﹐這是因為空氣。在我們的空氣中﹐有存在著各式各樣的雜物﹐粉塵﹐水霧等。由於這些東西的存在﹐光在直線傳播的過程中﹐碰到這些東西﹐就會產生反射﹐折射。而﹐粉塵表面並不光滑﹐光照射到這粉塵面上的時候便會往各個方向反射﹐這邊形成了漫反射。正是由於漫反射的存在﹐這便能使我們能感覺到光﹐能看到東西。 二﹑光的反射﹑透射﹑折射 光在大氣中傳輸總不能按著直線傳輸﹐光在碰到不透光的物質時會發生反射﹐光碰到透光的物質時會發生透射﹐折射。入射光線﹐反射光線﹐折射光線﹐在同一個平面上﹐即三線共面。 2.1 光的反射 光在傳輸過程中是遵守反射定理的。 反射定理﹕ 入射角等於反射角。 入射角定義為﹕入射光線和法線組成的夾角 反射角定義為﹕反射光線和法線組成的夾角 法線﹕法線就是垂直於入射面的線。法線是一條虛構的線﹐並不是事實存在的。 2.2 光的透射和折射 有些物質是透光的﹐光可以穿透這些物質﹐這便是光的透射。 每種不同材質的東西都有著不同的透過率﹐光在這些物質中穿透的時候總會有著能量的損失。入射光線的強度與出射光線的強度的比值為這一材質的透過率。 所謂光線的折射就是指光線在進行傳輸的過程中從一種介質進入另一種介質的時候﹐不會沿直線傳播﹐而是有了一定角度的彎折。這便是光線的折射。 通常在大氣中我們認定其折射率為1。 折射定律被描述為﹕入射角的正弦与折射角的正弦之比為常數﹐它等于折射線所處介質的折射率n`与入射線所處介質的折射率n之比。 通常折射率較大的介質稱為光密介質﹐折射率較小的介質稱為光疏介質。若入射光在光密介質﹐這時折射角總大于入射角﹐折射角隨著入射角增大而增大﹐最大使折射角為90度﹐這時sini`=1﹐若入射角再增大﹐將發生全反射。 自然界有很多全反射現象﹕海市蜃樓﹑沙漠幻影﹑等。
常见工业镜头相关介绍
工业镜头基础知识整理 1.为什么需要镜头？ 镜头等同于针孔成像中针孔的作用，所不同的是，一方面镜头的透光孔径比针孔大很多倍，能在同等时间内接纳更多的光线，使相机能在很短时间内（毫秒到秒级）获得适当的曝光；另一方面，镜头能够聚集光束，可以在相机胶片上产生比针孔成像效果更为清晰的影像； 2.镜头的组成 机器视觉常用定焦镜头，并且都是手动调整光圈，一般不允许自动调整光圈，镜头上有调焦和调光圈两个环，为了防止误碰动，工业镜头的两个环都有锁定螺丝。 注意调焦环不是用来调整焦距，而是调整像距，保证清晰图像落在焦平面上 3.工业镜头的接口 物镜的接口有三种国际标准：F接口、C接口和CS接口。F接口是通用型接口，一般适用于焦距大于25mm的镜头，当物镜的焦距小于25mm时，物镜的尺寸不大，一般采用C 型或CS型接口。 C和CS型接口的区别：
C与CS型接口的区别在于镜头与相机接触面（基准面）至相机焦平面（摄像机CCD光电感应器所处位置）的距离，即法兰距不同，C型接口法兰距为17,562mm，CS型接口法兰距为12.5mm。 C型接口镜头与CS型相机之间增加一个5mm的C/CS转接环可以配合使用，CS型接口与C型接口相机无法配合使用。 4.工业镜头的基本参数 视场：Field of View，即FOV，也叫视野范围，指可以观测到的物体的可视范围。 工作距离：Working Distance，即WD，指从镜头前部到受检物体表面的距离，在该距离下镜头可以清晰成像。 分辨率：Resolution，指镜头可清晰分辨被拍摄物体细节的能力，在像平面1mm内可以分辨开的黑白相间的线条对数，分辨率的单位是“线对/毫米”（lp/mm）。一般说的百万象素级的镜头,分辨率为100线对/mm。 景深：Depth of View，在景物空间中，位于调焦平面前后一定距离内还能够清晰成像的纵深距离，也就是在实际像平面上获得相对清晰影像的景物精简深度范围。 焦距：Focal Length，焦距是从镜头的中心点到焦平面上所形成的清晰影像之间的距离，焦距数值小，视角大，所观察到的范围也大，但距离远的物体成像不是很清晰，焦距数值大，视角小，观察范围小，但距离较远的物体也可以清晰成像，有定焦和变焦两种镜头型号。相见的工业镜头焦距有：5mm、8mm、12mm、25mm、35mm、50mm、75mm等。一般来讲，焦距越小，价格越贵。 光圈：Iris，是一个用来控制光线透过镜头进入机身内感光 面光量的装置，在拍摄高速运动物体时候，由于曝光时间短， 需要使用大光圈。光圈大小一般用F表示，以镜头焦距f和通 光孔径直径D的比值来衡量，当光圈物理孔径不变时，镜头中 心与感光器件距离越远，F值越大，光圈越小；反之，F值越 小，光圈越大。一般通过调整通光孔径大小来调节光圈，完整 的光圈数值系列如下：F1，F1.4，F2，F2.8，F4，F5.6，F8，F11， F16，F22，F32，F44，F64。光圈F数值每升高一个等级，意 味着通光孔径的面积即进光量降低一半。 相对孔径：光圈和相对孔径是两个相关概念，相对孔径（通常用D/f’表示）是镜头入 瞳直径与焦距的比值；而光圈（通常用F表示）是相对孔径的倒数。
工业相机-镜头-光源讲解(机械手CCD)
机器视觉（相机、镜头、光源）全面概括 1.1.1视觉系统原理描述 机器视觉就是用机器代替人眼来做测量和判断。机器视觉系统是指通过机器视觉产品（即图像摄取装置，分CMOS 和CCD 两种）将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号；图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。 2.1.1视觉系统组成部分 视觉系统主要由以下部分组成 1.照明光源 2.镜头 3.工业摄像机 4.图像采集/处理卡 5.图像处理系统 6.其它外部设备 2.1.1.1相机篇 详细介绍： 工业相机又俗称摄像机，相比于传统的民用相机（摄像机）而言，它具有高的图像稳定性、高传输能力和高抗干扰能力等，目前市面上工业相机大多是基于CCD（Charge Coupled Device）或CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）芯片的相机。CCD是目前机器视觉最为常用的图像传感器。它集光电转换及电荷存贮、电荷转移、信号读取于一体，是典型的固体成像器件。CCD的突出特点是以电荷作为信号，而不同于其它器件是以电流或者电压为信号。这类成像器件通过光电转换形成电荷包，而后在驱动脉冲的作用下转移、放大输出图像信号。典型的CCD相机由光学镜头、时序及同步信号发生器、垂直驱动器、模拟/数字信号处理电路组成。CCD作为一种功能器件，与真空管相比，具有无灼伤、无滞后、低电压工作、低功耗等优点。CMOS图像传感器的开发最早出现在20世纪70 年代初，90 年代初期，随着超大规模集成电路(VLSI) 制造工艺技术的发展，CMOS 图像传感器得到迅速发展。CMOS图像传感器将光敏元阵列、图像信号放大器、信号读取电路、模数转换电路、图像信号处理器及控制器集成在一块芯片上，还具有局部像素的编程随机访问的优点。目前，CMOS图像传感器以其良好的集成性、低功耗、高速传输和宽动态范围等特点在高分辨率和高速场合得到了广泛的应用。、 分类：
第3讲 光学镜头及其运用
第三讲光学镜头及其运用 任课老师：郭小平 E-mail：guoxp2008@https://www.360docs.net/doc/1316509508.html, Tel：134******** 幻灯片2 本讲要点 ●Outline： ●镜头的光学特性 ●长焦距镜头 ●广角镜头 ●变焦距镜头 幻灯片3 一、镜头的光学特性 幻灯片4 一、镜头的光学特性 镜头系统外部结构图 幻灯片5 一、镜头的光学特性 镜头系统内部结构图 幻灯片6 一、镜头的光学特性 ●电视摄像机的光学镜头一般由多片正透镜和负透镜以及相应的金属零件组合而成，一 般还带有自动光圈、电动变焦距等装置。 ●我们掌握镜头，主要是要掌握镜头的光学特性。 幻灯片7 一、镜头的光学特性 ●镜头的光学特性 ●是指由其光学结构所形成的物理性能，由焦距、视场角和相对孔径三个因素组成。 幻灯片8 一、镜头的光学特性 ●（一）焦距 ●定义：从焦点到镜头中心的距离称为焦距。 ●焦距可以决定镜头视角大小、拍摄范围、透视程度和景深范围等等。 ●电视摄像机装配的一般是变焦镜头。
一、镜头的光学特性 ●标准镜头（变焦） ●焦距与像平面对角线接近或者相等的镜头称为标准镜头。其视角一般为45°～ 50°。 ●摄像管面积大小不同，摄像机标准镜头的焦距也不一样。 ● ●摄像管面积?英寸?英寸 1英寸 1?英寸 ●标准镜头焦距 12mm 17.5mm 25mm 35mm 幻灯片10 一、镜头的光学特性 下面我们来看一下镜头焦距对视角大小、拍摄范围的影响，对景深的影响我们放到后面相关部分讲。 视角大小和取景范围其实是一个问题，视角大，那么取景范围必然就大，视角小，取景范围当然也小。 镜头焦距与视角大小： 下面我们来看一幅图片，请大家思考一下镜头焦距与视角大小和取景范围大小的关系。 幻灯片11 幻灯片12 一、镜头的光学特性 ●由上图我们可以知道，拍摄距离不变的情况下： ● ●镜头焦距与（视角大小）取景范围成反比：镜头焦距越长，（视角）取景范围越 小；镜头焦距越短，（视角）取景范围越大。 ●下面我们通过一幅图片来加深一下印象： 幻灯片13 幻灯片14 一、镜头的光学特性 ●（二）景深 ● ●焦点和焦点前后清晰的范围叫做景深。 ●清晰的范围越大，我们就说景深越大，清晰的范围越小，我们就说景深越小。 ●我们可以通过下面的图片来看一下不同大小景深的效果：
影视摄影之第二章光学镜头
第二章 光学镜头的使用 光学表现手段，包括光学镜头和附加设备。光学镜头是获得最佳影像的主要工具。镜头的性能直接影响成像质量，因此每一位电影摄影师对构成影像质量的镜头性能非常关注，但是今天的电视摄像，对自己使用的摄像机光学镜头的了解，远远不如电影摄影师。 虽然电视的像质本身就低于电影银幕上的影像质量。但这不能作为不熟悉镜头性的借口。特别是镜头本身还是摄像的表现手段。 从表现角度来有，电视摄像远远不能像电影摄影师那样，充分地利用光学镜头进行艺术表现。 为了把握光学技巧，对光学镜头发展和运用过程应有一定的认识。 镜头的发展是和电影艺术的发展分不开的，是随着电影摄影师的艺术创作的需要而逐步发展起来的。 电影的初期： 摄影是用来记录“舞台式”的演出。摄影机固定在“乐池指挥”位置上，一部影片也就是一个全景镜头。 电影如此的简单，因此摄影机只需一个固定镜头就可以完成拍摄任务，当时摄影机只配置一个接近视觉的50mm镜头. 随着艺术的发展出现了景别。早期的摄影机很笨重，移动很不方便，因此出现了拍摄近景和全景的75mm长焦距和35mm焦距镜头，这样摄影机在原地不动采用更换镜头就可以拍出全、中、近三个不同的景别画面。现代的电影摄影机一般都配置这三个镜头。 电影艺术的进一步发展是摄影机的"解放"。突破舞台空间的限制，摄影机有了更大的空间自由，表现在景别和角度的多样化。
这又要求技术上给予更多的方便。所以在有声电影时期，镜头焦距的种类有了较大的发展。 向长、短两个焦距方向伸展。三四十年代的电影还是戏剧化电影，摄影工作主要是在摄影棚里。 电影追求豪华的布景和广阔的空间造型，摄影在光学镜头上要求更多的短焦距镜头，所以这时期短焦距镜头有较大的发展。二战之后，世界上许多人失去了亲人，战争给人们带来无限的灾难和痛苦。 电影艺术对情节的追求，变成了对人性的表现。为了随时随地的观察人的精神面貌，运动摄影和长焦距镜头有了发展。到六七十年代，彩色电影得到发展，出现了宽银幕，对光学镜头的质量，特别是结像力、清晰度的要求有了更高的标准，出现了高质量覆膜镜头和变焦距镜头。70年代，5247胶片出现，把彩色胶片的感光度提高到ASA/100度，接着日本富士胶片出现8512，美国出现5293，把感光度提高到ASA/400度以上。 在艺术上纪实风格的流行，自然光效的使用，都要求摄影师在拍摄方法上进行革新，大光孔快速镜头的出现为摄影师低照度拍摄提供了有力的武器。时至今日，电影技术为摄影师提供了一系列性能更完善、像质更优良的光学镜头。 对摄影艺术来说，高质量的光学镜头能获得高质量的影像，能使银幕更加真实。那些像差较大、质量较差的镜头同样有用。影像真实可信是摄影师的表现手段，同样制造影像变形，也是摄影师的表现手段。 例如影片《寒夜》摄影师罗德安在创作中有意选用老式的未覆膜的镜头拍摄。这是一部描写解放前旧社会，小职员的悲惨命运的影片，色彩暗淡，不够清晰的影像更能表现出这个时代的意味。 对摄影师来说更多的关心是银幕上的视觉效果，能拍摄出摄影师需要的影像就是好镜头O充分地把握镜头的性能，真实地记录影像，是摄影师创作的需要，同样运用镜头的某些属性，改变物象的某些形态，制造出物体的各种不同的表象，甚至夸张变形，使影象失去物象常态，甚至失去原貌……镜头也能使我
工业镜头之光学概念
工业镜头之光学概念 在机器视觉中，工业镜头的选型和工业相机的选型一样重要，镜头作为光进入相机成像芯片的前沿部分，对成像质量起着至关重要的作用。为了更好的理解工业镜头，帮助大家有能力实现对工业镜头的选型，有必要先讲解一下有关光学系统的基本概念。 光学系统 光学系统是由一系列折射或者反射表面组成，各个表面的曲率中心通常位于同一条直线上，这条直线就叫光轴，这样的光学系统则称为共轴光学系统。目前，大部分工业镜头都属于共轴光学系统。 理想光学系统，就是能对任意宽空间内的点以任意宽的光束成完善像的光学系统。而实际的光学系统，由于各种像差的存在，不可能得到完善的像，因此需要严格精细的计算和设计，校正其各类像差，使其对于一定大小的物体以一定宽的光束所成的像尽量完善。 光心与光轴 光心是透镜的光学中心，通过这点的光线穿过透镜时不改变方向。 光轴或主光轴是指透镜通过光心的两个折射面曲率中心的连线及其延长线，也可简单理解为透镜的两个球面球心的连线。 焦点与焦平面 物方所有平行于光轴入射的光线经过光学系统后都将通过像方光轴上的一点，该点称为光学系统的像方焦点或后焦点，过像方焦点的垂轴平面称为像方焦平面。
物方光轴上的一点所发出的光线经过光学系统后，平行于光轴出射，则该点称为光学系统的物方焦点或前焦点，过物方焦点的垂轴平面称为物方焦平面。 孔径光阑、入射光瞳、出射光瞳 在一个光学系统的若干通光孔中，一定有一个光孔起着限制成像光束的作用，自物平面上一点发出的光束，只要能够通过该光孔，则一定能够通过整个光学系统，会聚于像平面，那么这个光孔被称为系统的孔径光阑。 孔径光阑被其前面的镜组在物空间中所成的像称为光学系统的入射光瞳，其决定了物点成像光束的大孔径，并且是物面上各点成像光束的公共入口；同样，孔径光阑被其后面的镜组在像空间中所成的像称为光学系统的出射光瞳，这是物面上各点的成像光束自系统出射时的公共出口，并且是入射光瞳经整个系统所成的像。 在摄影镜头中，都设有专门的孔径光阑，它限制了通过系统的成像光束大小，即限制了工业镜头的通光量，决定像面的照度。并且为了使同一镜头能适应各种光照条件以控制像面获得适当的照度，孔径光阑大都采用通孔大小可连续变化的可变光阑。
分析报告-非球面光学镜头
非 球 面 光 学 镜 头 项 目 建 议 书 昆明禹诚投资管理咨询有限公司编制 Kunming Yunnan China 昆明钱局街186号兴云大厦606室 邮编:650031 电话:(0871)5339860 非球面光学镜头 项 目 建 议 书 昆明禹诚投资管理咨询有限公司编制 昆明钱局街186号兴云大厦606室 邮编:650031 电话:(0871)5339860 Kunming Yunnan China 目 录 第1章 总论 1. 项目提出的必要性和依据 2. 主要经济技术指标 第2章 产品市场现状及初步预测 第3章 资源情况及原材料供应状况 3.1 资源情况 3.2 原材料供应状况 第4章 项目主要技术内容 4.1 技术指标及技术来源 4.2 技术负责单位和主要技术负责人简介
第5章 项目实施方案 5.1 项目选址及拟建规模 5.2 产品工艺方案 5.3 项目承担单位和项目负责人简介 第6章 项目投资估算及资金筹措 第7章 项目社会经济效益分析 7.1 项目经济效益分析 7.2 项目社会效益及生态效益分析 第8章 项目实施进度 第1章 总 论 1. 1 项目提出的必要性和依据 随着光学和电子技术的发展，光电技术不仅广泛地应用于国民经济、科学技术和日常生活的各个领域，而且光学零件也由大而分散的零件发展成为小的集成元件。在这个发展过程中非球面光学零件起着很重要的作用。所谓非球面光学零件简单地说就是光学零件的面形是一个高次曲面，其数学方程是一个高次方程。非球面光学零件不仅可以校正球差、慧差、畸变、像散等像差，使光学系统的像质提高，从而增大观察或瞄准的视场和作用距离，而且使用少量的非球面光学零件就能显著地减少整个系统的零件数量，缩小系统的尺寸，从而节省大量的材料和劳动工作量，在降低成本的同时还减少光能损失，提高成像的清晰度。非球面技术是近几年少数几个发达国家首先发展起来的高科技应用技术。 自从有光学仪器以来，其光学系统的透镜都是采用玻璃球面透镜，据不完全统计，目前仅在中国的光学仪器制造行业中，透镜每年的生产量有2亿件左右。早在17世纪，科学家就认识到在光学系统中采用非球面光学零件的优点，但长期以来一直未能推广应用，这主要是非球面光学零件的制造和检测要比球面光学零件困难得多。过去，非球面光学零件主要靠技术熟练的工人用手工进行修抛，生产率很低，成本很高，重复精度不能保证。随着科学技术的发展，特别是精密加工和计算机技术的发展，在70年代在非球面光学零件的加工方法上有了突破。加工效率、精度和成本等方面取得了许多令人满意的研究成果。目前国外非球面光学零件的制造技术主要有计算机数控精磨抛光技术，计算机数控单点金刚石车削技术，光学玻璃透镜精密模压成型技术，光学塑料注射成型技术等。目前国外的各种非球面加工工艺已经处于比较成熟的阶段。从大到几米直径小到几毫米直径、从单件到大批量、从高精度到一般精度都能加工。可以根据产品的规格和批量的要求选用不同的非球面加工工艺，经济合理地加工出非球面光学零件。
视觉工业镜头的常用知识
视觉工业镜头的常用知识 [视觉工业镜头]一般称为光学镜头，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主要指标都有影响，包括：分辨率、对比度、景深及各种像差。 工业镜头的分类 1.定焦距镜头：镜头的焦距不可以调节，镜头视角固定，光圈可以调节。 2.变焦距镜头：镜头的焦距可以调节，镜头的视角、视野可变。 3.特殊镜头：用于特殊场合的镜头。
工作距离是指镜头下表面到被检测物体的距离，小于小工作距离或者大于大工作距离的系统均不能正确成像。 视场角指镜头所能覆盖的范围，通常以角度来表示。 镜头焦距相同的情况下，成像传感器的靶面越大，视场角越大。 成像传感器靶面相同的情况下，镜头焦距越小，视场角越小。
我们知道[视觉工业镜头]在实际拍摄调焦过程中，当我们用手动聚焦对准被摄景物平面聚焦完毕后，在轻轻地左右转动聚焦圈，有时会发现在一定的范围内影像还是清晰的，当超过了一定的范围后，影像的清晰度就下降了。这就涉及到了两个名词，景深和焦深，现在维视图像主要给大家分享下景深和焦深的区别。 相机抓拍图像时，通过透镜获得的图像不一定能真实地再现实际工件的形状，这种现象叫作畸变。对角线向内缩短的畸变（畸变值为负）叫桶形畸变，对角线向外拉伸的畸变（畸变值为正）叫枕形畸变。畸变只影响成像形状，而不影响成像的清晰度。人的肉眼无法感觉小于2%的畸变，在进行高精度的测量时，需要校正畸变。 [视觉工业镜头]焦深与景深的区别 1.含义不同：景深是景物中能产生较为清晰影像的纵长距离；焦深是影像的焦平面可允许移动的距离。 2.当摄距减小时，景深减小，焦深增大；当摄距增大时，景深增大，焦深减小。 3.当景物的成像比例增大时（如使用长焦镜头、缩短摄距等），景深减小，焦深增大；当景物的成像比例减小时（如使用短焦镜头、增大摄距等），景深增大，焦深减小。 4．减小光圈时，景深和焦深都增大；增大光圈时，景深和焦深都减小。 5.当降低对影像的清晰度要求时，景深和焦深都增大；当提高对影像的清晰度要求时，景深和焦深都减小。 6.焦深在很大程度上与相机的制造有关；景深在很大程度上与被摄体的再现有关。
光学镜头行业研究
光学镜头行业研究 光学镜头在工业领域和消费级市场都有着广泛的应用，工业领域涉及机械零件测量、塑料零件测量、玻璃及药用容器测量、电子组件测量等；消费级市场方面, 高端影像设备、手机摄像头模组、无人驾驶、安防监控、 VR/AR等都是重要的应用领域。作为光学与光电子行业的分支，光学透镜行业具有有着良好的发展前景。 一、光学镜头行业概述 光学与光电子（以下简称“光电子”或“光电” ）行业，是以光电技术为核心所构成的各类零件、组件、设备以及应用市场的总和，是将光学和光电子科学的研究成果应用于社会生产实践的过程中发展而来的产业。现代光电科技结合了光学、电子与电机等尖端技术，近十年来技术发展迅速，并已成为信息系统和网络系统中最引人注目的核心技术。光电子产业得到前所未有的广泛关注和大力发展，其应用层面扩展至通讯、信息、生化、医疗、民生等领域。未来随着光电技术在通讯、网络等领域扮演核心技术角色，光电子产业将逐步成为一个国家科技实力乃至综合国力的体现。 光学镜头行业是现代光电子行业的一个重要分支。光学镜头一般主要由镜片、精密五金及塑胶零件、快门/ 光圈、驱动马达、传感器等光机电器件和镜筒组成。在光学成像系统中，光学镜头利用光学折射原理将需要拍照的景物聚焦到成像面（胶片或者图像传感器芯片）上，是光学成像系统中必不可少的核心组成部分。它对成像质量的几个最主要指标，如分辨率、对比度、景深及各种像差等起着决定性的作用。 基于多年的技术积累和先进的制造技术经验，国外的光学镜头行业发展已较为成熟。从全球看，最早镜头产业主要集中在德国和日本两个国家。镜头的研究与制造在德国具有悠久的历史与传统，并造就了莱卡 （Leica ）和卡尔蔡司（CarlZeiss ）等光学元、组件巨头，其中蔡司镜头至今仍为世界镜头制造技术的典型代表。同时，日本镜头产业自二战后