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【机器视觉--光学】工业相机成像原理

相机成像原理分为透镜成像原理和小孔成像原理，工业相机原理与透镜成像类似。

透镜成像原理

凸透镜的成像规律是

\frac{1}{u}+\frac{1}{v}=\frac{1}{f}

即：物距的倒数与像距的倒数之和等于焦距的倒数

【机器视觉--光学】工业相机成像原理_第1张图片

对焦原理

        工业相机镜头分为定焦、定倍、变焦镜头，常用的是定焦和定倍，定倍镜头调整相距，达到清晰的成像，根据上面的公式，想要得到远处清晰的成像，镜片组到芯片距离需要增加，想要得到近距离的成像时，镜片组到芯片距离需要减小。定倍镜头放大倍数已知，工作距离已知，安装到固定位置，通过千分尺或者螺丝微调工作距离，得到清晰的成像，也就是说定倍镜头是通过调节物距离得到清晰的成像。

接圈作用

工业镜头还有一种应用就是添加接圈，镜头接圈对于定焦镜头，无法改变放视野，接圈目的是当调节对焦环还无法拍摄近处的物体时，通过增大像距来得到清晰的成像，一般用在近距离拍摄。

放大倍率

放大倍率表示镜头对实际物体的放大的数值（a）。

a=\frac{v}{u}

结合前面的公式，可以得到放大倍率与焦距的关系,f是焦距。

u=f(1+\frac{1}{a})

边缘过度像素

        放大目标与背景的边缘部分，过度像素不超过 3 个，图像效果比较稳定，超过 3 个以上，定位结果的稳定性会受到影响。边缘过度像素理论值的计算方法。

理论过度像素=镜头分辨率*像元尺寸*放大倍率

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