光学成像系统之工业镜头

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。一旦信息在成像系统有严重损失，在后面的环节中试图恢复是非常困难的。合理选择镜头、设计成像光路是视觉系统的关键技术之一。 　　

镜头的种类繁多，从焦距上分类，可以分为短焦距、中焦距、长焦距和变焦距镜头；从视场的大小分类，可以分为广角、标准、远摄镜头；从结构上分类，还可以分为固定光圈定焦镜头、手动光圈定焦镜头，自动光圈定焦镜头，手动变焦镜头、自动光圈电动变焦镜头、电动三可变镜头（光圈、焦距、聚焦这三者均可）等类型。 　　

镜头成像或多或少会存在畸变。较大的畸变会给视觉系统带来很大困扰，在成像设计时应对此有详细的考虑，包括选用畸变小的镜头，有效视场只取畸变较小的中心视场等。镜头另一个特性是其光谱特性，主要受镜头镀膜的干涉特性和材料的吸收特性影响。要求尽量做到镜头分辨率的光线应与照明波长、CCD器件接受波长相匹配，并使光学镜头对该波长的光线透过率尽可能提高。在成像系统中选用适当的滤光片可以达到一些特殊的效果。另外，成像光路的设计还需要重视各种杂散光的影响。 　　

镜头也是电视监控中的部件，镜头与 CCD 工业相机配合，可以将远距离目标成像在工业相机的 CCD 靶面上，再通过它将光学成像系统所形成的光学图像转变成视频/数字信号。维视图像生产研发的工业镜头，采用超低失真设计，低畸变率，具有多种光学校正方式，限度的减少像差的发生，使其在空间频率数高的频带处也可维持较高的MTF值，对比度清晰度高，镜头坚固的机械设计，调节后的锁定装置，非常适合工厂自动化、机器视觉、图像处理等对画质要求非常高的场合，能配合百万像素以上1/3，1/2，2/3工业相机使用，广泛应用于工业安全监控，高精确测量、检测、识别等工业机器视觉和图像处理系统中。