この記事の文書マシンビジョンハードウェアの学習コンテンツ、パートIII:レンズ
レンズの光学系、基本パラメータ及び選択の原則は、この資料のメインコンテンツ。エンジニアとして、我々は、レンズと選択の原則の基本的なパラメータをマスタリングに焦点を当てるべきです
1、光学系の基本原理
1.1主な用語集
光学中心:光学中心が凸のレンズの中心、即ち、レンズの中心点です。
主光軸は:また、スピンドルと呼ばれる、レンズの光学中心へ直線垂直を指し、そして唯一のシャフト。
焦点は:一点におけるレンズ交差を通る光線の主光軸に対して平行、交差のこの点は、焦点、前側焦点と後側焦点と呼ばれます。
焦点面:焦点と主光軸に垂直な平面を介して、システムの焦点面を言います。ローカルインストール感光性シートカメラ位置の焦点面にあります。
要点:レンズ厚、主光軸上の共役点の対の存在、すなわち、PおよびP」。それぞれ前側主点と後側主点と呼びます。
主平面は:光の屈折後の入射光線の主光軸に平行に一点で、レンズ焦点を介して2つの光の延長線(赤い点線)が交差を通過する、すべてのそのような交点、すなわち、主に、湾曲した面を構成します平面(黒い破線)
共役関係:オブジェクトと相互に画像の対応間、レンズを撮像中に、この関係は、オブジェクトの画像と共役関係にあります
焦点距離:前側焦点距離の一次焦点Fとの間の距離の物体側主点Pから F(被写体側の焦点距離)、焦点距離の「像側焦点F」の像側主点P F '(像側焦点距離)
物体距離と像距離:物体面の物体側主点Pから像側主点P「の画像距離に像面に被写体距離。
1.2薄型レンズの撮像原理
物理光学実験を感じて大学。。。
マシンビジョンレンズは厚いレンズであるが、一般的にレンズの選択のための基礎として、形状および薄いレンズのパラメータに応じて算出してもよいです。
屈折レンズは、像に結像され、倒立実像を低減することができる、反転、および他の大型実画像、反転、拡大実像、直立、拡大虚像。次の表:
カメラまたはカメラレンズがテーブルの最初の行に適用され、物体距離が倍焦点距離よりも大きいです。
2、基本的なパラメータ
レンズの主なパラメータは、焦点距離、解像度、作動距離、被写界深度、視野、歪み量等を有しています。
解像度:黒と白の縞の数を区別することができるミリメートルレンズの像平面における加工精度にレンズ構成、材料、および他の要因の影響を指します。
作動距離:一般的にレンズの物体側からの距離を意味する最小作動距離未満であることは一般に、システムの最大作動距離よりも大きい明確画像化することができません。
深さ:レンズの範囲を明確に画像化することができる範囲が存在する前後の、レンズの中心で最高の焦点距離を動作させます。
視野:覆うことができる撮像装置、すなわち、物体面の大きさと目標面に対応する画像の範囲。
焦点距離:レンズの焦点距離凸面レンズ概念の焦点距離は、凸レンズの組み合わせ、複数のため、わずかに異なっています。焦点距離はゲルによって形成される平面に対してレンズから鮮明な画像の中心点間の距離です。焦点距離は、被写界深度、焦点距離が小さい値、より大きな被写界深度のサイズの大きさを決定します。フォーカス調整によれば、二つのカテゴリーに固定焦点レンズとズームレンズに分割することができます。
歪みの量:レンズ歪みの固有の特性に起因して撮像を完全に排除することはできません。なお、画像の明瞭さに影響を与えずに、画像化ジオメトリの唯一の歪曲収差に影響を及ぼし
口径比は:(Dで示す)レンズの入射瞳の直径(Fで示す)の焦点距離の比、すなわち、D / Fを指します。
絞り:相対絞りの逆数は、開口率と呼ばれています。
例えば:VS-LDA15レンズ:レンズはマクロレンズ低歪みであり、5メガピクセル以下、2/3、「チップ、15ミリメートルの焦点距離、無限時間イメージングに相当し、0%歪み他のパラメータに近づきます。下の表。
3、選択の原則
在机器视觉系统中,镜头的主要作用是将成像目标在图像传感器的光敏面上。镜头的质量直影响到机器视觉系统的整体性能,合理地选择和安装镜头,是机器视觉系统设计的重要环节。
第一步 选择合适的镜头接口
常用的镜头接口类型有C口、CS口、F口等,在选用镜头时要首先确定镜头的接口类型。
第二步,确定焦距
焦距是相机最主要的参数之一,一般先考虑焦距是否能够满足需求。根据系统的整体尺寸和工作距离,结合放大倍率可以计算出镜头的焦距
f = (h / H )* L
第三步,确定靶面尺寸
镜头的靶面尺寸要大于相机的靶面尺寸,否则进光量可能会导致图像信息的缺损。
第四步,根据项目需求,综合考虑分辨率、畸变、景深等参数,根据光照环境确定光圈。
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参考资料:
中国大恒(集团)有限公司北京图像视觉技术分公司 机器视觉系统之镜头篇,张勇