【機(jī)器視覺(jué)必學(xué)】一文get工業(yè)鏡頭中的定焦、變焦和變倍

在機(jī)器視覺(jué)項(xiàng)目中，工業(yè)鏡頭常見(jiàn)到的變倍，變焦，定焦，很容易混淆，要想徹底弄清楚三者的區(qū)別，我們先來(lái)看看什么是焦距吧。
當(dāng)我們拿著一個(gè)凸透鏡對(duì)著太陽(yáng)，另一側(cè)放一張白紙，不斷改變透鏡的位置，直至在白紙上觀察到一個(gè)最小最亮的光斑，這個(gè)光斑所在的位置就是該凸透鏡的焦點(diǎn)位置，光斑距凸透鏡的距離就是該凸透鏡的焦距。
其實(shí)質(zhì)就是平行光經(jīng)過(guò)理想光學(xué)系統(tǒng)后所成的像就是該光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)。

定焦
定焦鏡頭是指只有一個(gè)固定焦距的鏡頭，沒(méi)有焦段一說(shuō)，或者說(shuō)只有一個(gè)視野。定焦鏡頭改變放大倍率用對(duì)焦環(huán)調(diào)整倍率，由于失焦需要調(diào)整工作距離WD。定焦鏡頭對(duì)焦，用對(duì)焦環(huán)調(diào)整焦距時(shí)，WD隨放大倍率而變化，需要根據(jù)倍率調(diào)整WD。

變焦
判斷光學(xué)系統(tǒng)是定焦還是變焦，可以看該光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)、焦距有沒(méi)有變化，通過(guò)改變透鏡的形狀與折射率導(dǎo)致光學(xué)系統(tǒng)的主點(diǎn)、焦點(diǎn)、焦距發(fā)生變化就是變焦。通常鏡頭光學(xué)系統(tǒng)是由多枚透鏡組成的，而多枚透鏡之間的相對(duì)位置變化也會(huì)影響整體光學(xué)系統(tǒng)的折射率。在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域常見(jiàn)的變焦鏡頭是通過(guò)調(diào)整鏡頭內(nèi)鏡片的相對(duì)位置改變光學(xué)系統(tǒng)的焦距來(lái)實(shí)現(xiàn)變焦。

變倍
根據(jù)理想光學(xué)系統(tǒng)成像公式：1/u + 1/v = 1/f (不考慮方向符號(hào))，其中u是物距，v是像距，f是焦距。在焦距固定的情況下，像距變小，則物距變大；像距變大，則物距變小。我們又知道，同一光學(xué)系統(tǒng)成像，物距越大，則倍率越??；物距越小，則倍率越大。我們常說(shuō)的變倍就是通過(guò)調(diào)節(jié)成像系統(tǒng)中的像距與物距來(lái)實(shí)現(xiàn)的。變倍鏡頭可以處理童兒產(chǎn)線(xiàn)的不同型號(hào)目標(biāo)工件的檢測(cè)任務(wù)。

大多數(shù)情況下所使用的鏡頭，都會(huì)明確標(biāo)注焦距25mm，35mm，90mm等等。其都是定焦鏡頭，但是我們?cè)谑褂玫臅r(shí)候還是會(huì)說(shuō)到“調(diào)焦”這個(gè)詞，其實(shí)這里說(shuō)的調(diào)焦就是指變倍。也就是說(shuō)成像系統(tǒng)本身沒(méi)有變化，它的焦點(diǎn)，主點(diǎn)，焦距什么都沒(méi)變，通過(guò)移動(dòng)整組鏡頭，改變了物體、像和它之間的距離，那么得到的像的大小是不一樣的，也就是倍率改變了，這就是變倍的概念。

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