自动化工业镜头 工业镜头与普通镜头有什么区别？

一、工业镜片的特点和分类

光学镜头一般称为相机镜头或摄影镜头，其作用是光学成像。镜头是机器视觉系统的重要组成部分，对成像质量起着至关重要的作用。它影响成像质量的几个主要指标，包括分辨率、对比度、景深和各种像差。镜头不仅种类繁多，而且质量差异很大。然而，在设计系统时，一般用户往往对镜头的选择不够重视，导致系统开发失败。

工业镜头相当于人眼的镜头。如果没有镜头，人眼什么也看不见；如果没有镜头，相机输出的图像；就是一片白色，没有清晰的图像输出，这是符合我们家用相机和摄像机的原理的。当人眼的肌肉无法将镜片拉伸到正常位置，也就是通常所说的近视时，眼前的景物就变得模糊不清；相机和镜头的配合也有类似的现象。当图像变得不清晰时，可以调整相机的后焦距，改变CCD芯片与工业镜头基准面的距离，使模糊的图像变得清晰。因此，镜头在闭路监控系统中的作用非常重要。工程设计人员和施工人员要时刻处理好镜头:设计人员要根据物距和成像尺寸来计算镜头的焦距，施工人员经常要进行现场调试，其中之一就是把镜头调整到最佳状态。

1.工业镜头的安装尺寸和接口

所有相机镜头都是螺纹的，CCD相机镜头安装有两个行业标准，即C装和CS装。螺纹部分相同，但镜头到感光面的距离不同。

相机镜头规格应取决于相机的CCD尺寸，两者应相互对应。大概:

★当相机的CCD目标尺寸为1/2英寸时，镜头应为1/2英寸。

★当相机的CCD目标尺寸为1/3英寸时，镜头应为1/3英寸。

★当相机的CCD目标尺寸为1/4英寸时，镜头应为1/4英寸。

如果镜头尺寸大于相机的CCD目标尺寸，图像视场会小于镜头视场，即镜头视场不能很好的使用；如果镜头尺寸小于相机的CCD目标尺寸，就会出现“隧道效应”，即图像有一个圆形的黑色边框，就像在隧道中拍摄一样。

高分辨率拼接光纤束中有数万根玻璃光纤，光学图像通过这些光纤从一端传输到另一端，每根光纤在光纤束两端的几何阵列中处于完全相同的位置。除了这种光纤束外，一个完整的“光纤透镜”还需要在后端配备一个成像用的物镜和一个传递图像的中继透镜。光纤镜头通常用于通过厚墙监控隔壁房间，有时也用于摄像机必须与镜头一端分开的情况。另一种常用的远距离照明镜头是管道镜镜头。管道透镜由直径为0.04-0.5英寸、长度为6-30英寸的光管、棒状透镜和多联中继透镜组成。中间透镜用于将物镜形成的光学图像传输到后透镜，然后传输到相机传感器。单棒透镜使用独特的梯度折射率玻璃棒，通过它可以重新聚焦光学图像。由于杆和镜头的直径都很小，只有少量的光可以透入相机，所以这个系统的光学速度很慢，通常是f/11和f/30。由于这一特点，管道镜头只能用于光线充足的场景和高灵敏度的相机。由于管道透镜采用玻璃透镜，其图像质量优于光纤透镜。

2)分像镜头

同一台相机上可以同时拍摄两个独立场景的镜头称为分镜头或双焦点镜头。这种类型的镜头使用两个独立的镜头或双焦点镜头。这种镜头使用两个独立的镜头来获取两个场景的图像，然后将它们投影到相机的传感器上。两个透镜的焦距可以相同或不同；它们可能面向同一个方向，也可能面向不同的方向。

分镜头的适配器可以起到同样的作用。除了用来连接摄像头的接口外，适配器上还有两个C型接口或CS接口，可以连接两个普通镜头，实现“一机两景”。根据双焦镜头的不同设计，最终的双视图图像可以从左到右或从上到下进行分割。所以这种转换器只要接口是C型或者CS型，就可以使用定焦镜头、变焦镜头、针孔镜头或者其他镜头。安装在侧镜位置的可调镜可以改变镜头的观看方向。通过在侧镜旁边增加一面镜子，两个镜头可以对准同一个场景。在这种情况下，如果广角镜头用于前镜，而窄角镜头用于侧镜，则形成双焦点镜头，并且连接的照相机可以同时看到同一场景的广角和窄角图像。左右分割时，每个镜头的水平视场变成正常视场的1/2。通过旋转分割透镜90，可以获得上下分割的图像。双焦镜头在显示器上形成的图像是倒置的，所以需要将摄像头倒置安装。

三向光学分镜头可以同时观察三种不同的场景。三点镜头主要用于观察T型走廊，但也可以用于其他目的。可以同时观察三个不同的场景，这三个场景显示在同一个监视器上。这样，我们节省了两个摄像头、两个显示器和一个图片分割器。每个场景占据1/3的监控屏幕。镜头上的可调光学器件允许分别调节三个物镜的仰角，以满足不同长度走廊的需要。像双分镜头一样，相机要倒过来安装。

3)转角镜头

转角镜头使相机能够安装在墙上，即相机和轴平行于墙壁。

在墙后空之间的有限空间，比如ATM，天花板或者电梯，转角镜头会是一个很好的解决方案。转角光学镜头使2.6毫米镜头的轴线垂直于相机的轴线。因为2.6毫米镜头的视场可以达到110°，用镜子是不可能解决这个问题的。因为平面镜无法将整个场景反射到相机镜头上。这种黑边现象会让我们在显示器上看不到场景的一些边缘。

转角适配器可以套所有焦距的镜头，但镜头必须有C型或CS型接口。

4)中继镜头

中继透镜用于将由透镜或粘合纤维束聚焦的光学图像传输到照相机传感器。这种镜头必须与其他物镜配合使用，不能自行成像。当与光纤透镜一起使用时，它将光纤束输出端的图像投射到传感器上。当与分镜头或角镜头一起使用时，它还可以将双视图图像或重定向图像投影到传感器上。中继镜头可以看作是不放大的附加镜头。与普通镜头一起使用时，其主要作用是适当增加镜头与传感器之间的距离。

5)自动对焦镜头

自动对焦镜头在安全方面的应用有限，因为它的价格比普通的手动对焦镜头要贵。自动对焦镜头主要用于便携式家用摄录机。这台机器使用的所有镜头都是变焦镜头。

自动聚焦技术有三种:主动红外测距、超声波定位和固态三角测量

主动红外自动对焦采用三角测量原理。镜头中有一个发光二极管，可以向变焦镜头场景的中心区域发射一小束红外线。接收透镜将反射的红外光投射到透镜旁边的两个硅探针上。镜头中的微处理器电路根据镜头聚焦环的物理位置和从CCD传感器获得的数据计算目标与摄像机之间的距离。之后微处理器电路会控制变焦镜头上的电聚焦环，使中心目标清晰地聚焦在传感器上。

自动对焦镜头不能在所有工作场所使用。如果目标不反射红外光，或者目标反射其他方向的所有红外光，使摄像头无法接收到返回光，或者目标超出系统的工作范围，系统的自动对焦功能不会被触发。

6)安全镜片

在安全系统中，当镜头和摄像机在观察场景时抖动或振动时，必须使用稳定的镜头。稳定器镜头广泛应用于便携式摄录机、车载摄像机、空中平台摄像机和船载摄像系统。稳定镜头可以抵消风引起的相机严重抖动。镜头系统内设有可移动的光学装置，该装置的反向运动抵消了摄像机与场景之间的相对运动。

二、民用镜头的分类和特点

1、镜头一般按焦距分类:

鱼眼镜头；微距镜头；广角镜头；标准镜头；远焦镜头；超级长焦镜头；变焦镜头等。；

标准镜头:拍摄景物和人物可以在广角和长焦之间；

远心镜头:拍摄远处人物和远处物体的特写，如体育比赛；

广角镜头:拍摄景物和大场景，焦距无限；

鱼眼镜头:视角180度，畸变大，专用；

微距镜头:近距离拍摄小物体，如小蚂蚁；

超级长焦镜头:能拍月亮和星星；

变焦镜头:可以根据被摄物体改变焦距的镜头，可以拍摄运动效果。

第三，工业镜头和民用镜头的区别

1、清晰度不同

镜头的分辨率在成像平面的中心最高，边缘之间的差异也最大。而普通镜头的中心分辨率基本可以满足清晰度，边缘清晰度大大降低，整体清晰度可以满足普通相机44万像素的要求。决定镜头清晰度的关键因素有三个:

1)镜片材质和纯度。镜头中杂质越少，产生的干涉光越少，画面清晰度越高；

2)镜片的研磨精度。镜片的研磨精度由研磨设备决定。目前国产镜片和国外镜片有几个区别；

3)镜头镀膜精度。镀膜过程的精确控制也是镜头清晰度的决定性因素之一。此外，百万像素镜头采用非球面镜头，在实现小型化设计的同时，相比普通镜头可以减少像差，提高清晰度；通过特殊的光学设计技术，从图像中心到周边部分的图像质量可以达到高分辨率和高对比度，比传统镜头高2.5倍左右。即使当图像被剪切或放大时，仍然可以保证高图像质量。

2.不同光谱透射率

镜头的光谱透射能力也有助于画面清晰度的提高。宽频率光的传输将大大提高相机目标表面的光接收能力。它可以增强图片的对比度和亮度，显示更多的图片细节。

3.光谱校正能力不同

只有宽光谱的透射能力远远不够高清成像。如果镜头的光谱校正能力不足，某些波长的光将无法准确成像在相机目标表面，从而产生虚像。这种技术是普通镜片镀膜无法实现的。KOWA采用ED透镜，可以很好的解决这个问题。比如KOWA的LMZ0812AMPDC-IR就是一个300万像素的红外非聚焦镜头，可以将可见光和不可见光同时精确成像在相机目标表面，获得高清的画面效果。

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