工业镜头参数详解：视场、分辨率、工作距离与景深

"工业镜头外部主要参数包括视场(FOV)、分辨率(Resolution)、工作距离(WD)和景深(DOF)。镜头的焦距、光圈系数、像方视场和像差是其内部参数。镜头按焦距可分为长焦、标准和广角，按用途分为安防、工业自动化、广播级别和高清电视镜头等。在机器视觉领域，镜头有宏镜头、定倍镜头、变焦镜头、远心镜头和高精度镜头等类型。镜头的光学系统由透镜或反射镜组构成，机械装置包括调节机构和连接机构。" 工业镜头在各种应用中扮演着至关重要的角色，它们是视觉系统的眼睛，帮助捕捉图像并传递给传感器。镜头的焦距决定了能拍摄的场景范围，长焦镜头适合远距离拍摄，标准镜头提供接近人眼视角的视野，而广角镜头则用于拍摄广阔的场景。镜头的内部参数，如焦距f，决定了光束汇聚的点，光圈系数（相对孔径）影响进光量和景深，像方视场是指镜头能覆盖的传感器面积，像差则涉及图像质量，如畸变和场曲。 工业镜头的外部主要参数，如视场(FOV)，是指镜头能看到的最大区域，这通常取决于镜头的设计和传感器的尺寸。分辨率(Resolution)是指镜头能分辨的最小细节，通常以线对/mm（lp/mm）衡量，更高的分辨率意味着能捕捉更精细的图像。工作距离(WD)是从镜头前部到被拍摄物体的距离，这决定了镜头能在多远的距离内正常工作。景深(DOF)是镜头能保持清晰成像的前后距离，它与焦距、光圈大小和被摄物体的距离有关。 图1.1展示了这些参数如何相互作用以构建一个有效的视觉系统。图1.2则进一步解释了镜头成像的基本原理，其中平行光通过镜头聚焦于焦点，当物体不在无限远时，镜头通过调整焦距使其在传感器上形成清晰的图像。 了解和选择合适的工业镜头参数对于构建高效、精确的视觉系统至关重要，因为它们直接影响系统的成像质量和应用性能。例如，在机器视觉检测中，需要确保足够的景深以覆盖整个检测区域，同时要求高分辨率来识别微小缺陷。因此，工程师在设计系统时会根据具体需求和应用环境，如工作距离、视场大小和所需分辨率，来挑选和定制镜头。