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1、如何计算远心镜头的匹配精度如何计算远心镜头的匹配精度 很多机器视觉项目工程师在做视觉项目评估时都会涉及到硬件匹配选型的 精度计算。大部分工程师都很清楚相机的分辨率和精度的关系，但是涉及到如何 匹配镜头才能使得相机分辨率不浪费， 这里面就需要了解一下关于镜头匹配精度 的细节问题，下面 BTOS 就介绍一下这方面的知识。 首先介绍几个涉及到镜头精度的概念： 数值孔径数值孔径 NANA 和和 F#F# 它们都是描述单位点被光学系统采集到的光能量的量化指标 NA 一般针对放大倍率大于 1 倍及其以上的光学系统，常用于显微镜 F#一般用于放大倍率小于 1 倍的光学系统，定焦、远心、变焦等 NA 越大，镜
2、头成像越亮，NA 和 F#的关系如下： F#=1/2NAF#=1/2NA 相机的精度相机的精度分辨率（像元）分辨率（像元） 镜头的精度镜头的精度分辨率（艾利斑）分辨率（艾利斑） 物方的每个点经过光学系统到像方都会形成一个同心圆环组成的艾利斑 物方两个点无限靠近时，像方的艾利斑会叠加，当像方艾利斑中心间隔小到 0.610.61 /NA1.22/NA1.22 (F#)(F#)时达到分辨极限时达到分辨极限( (设计时的理论极限）设计时的理论极限） 红外红外 IRIR 紫外紫外 UVUV（衍射极限随着波长的减小在变大）（衍射极限随着波长的减小在变大） 极限频率极限频率=2NA/=2NA/ 为中心波长为
3、中心波长 从以上可以看出，镜头的分辨率和工作波段、光圈大小有着紧密的关系。从以上可以看出，镜头的分辨率和工作波段、光圈大小有着紧密的关系。 那么，如何通过计算镜头和相机匹配的精度呢？ 首先要介绍关于 MTF 和 CTF 的概念： MTFMTF 光学传递函数光学传递函数CTFCTF 光学调制函数光学调制函数 MTF 和 CTF 是镜头分辨率的另一种直观体现形式。 一个黑白相间的条纹称为一个线对一个黑白相间的条纹称为一个线对 一个光学系统能够清晰分辨最细的一组图案一个光学系统能够清晰分辨最细的一组图案 （线对条纹线对条纹） 被认为是系统的分被认为是系统的分 辨极限，表示为每毫米的线条数辨极限，表示
4、为每毫米的线条数 镜头和相机是如何匹配的呢？ 镜头和相机的靶面匹配：镜头和相机的靶面匹配： 镜头的成像圆直径镜头的成像圆直径= =相机芯片对角线尺寸相机芯片对角线尺寸 镜头的成像圆直径镜头的成像圆直径相机芯片对角线尺寸相机芯片对角线尺寸( (镜头倍率浪费）镜头倍率浪费） 镜头设计中心弥散圆直径相机像元尺寸镜头设计中心弥散圆直径相机像元尺寸 以相机像元尺寸做为整个成像系统的像方分辨精度， 通过倍率换算得到物方 分辨精度。 光学倍率光学倍率=h/H=h/H 或或 v/Vv/V 光学倍率光学倍率= =像方分辨率像方分辨率/ /物方分辨率物方分辨率 相机的极限分辨率（线对）相机的极限分辨率（线对）=1
5、/2*=1/2*像元尺寸像元尺寸 比如比如 EM510EM510 相机相机 2456*20582456*2058 像元尺寸像元尺寸 3.453.45 m m 相机的极限分辨率（线对）相机的极限分辨率（线对）=1/2*0.00345=144.93lp/mm=1/2*0.00345=144.93lp/mm 相机的靶面相机的靶面 h=2456*0.00345=8.4mmh=2456*0.00345=8.4mm v=2058*0.00345=7.1mmv=2058*0.00345=7.1mm EM510EM510 匹配匹配 BT2336BT2336 BT2336BT2336 的倍率为的倍率为 0.243X0.243X 整体精度为：整体精度为： 相机的极限分辨率（线对）相机的极限分辨率（线对）* *镜头倍率镜头倍率 144.93*0.243=35.217lp/mm144.93*0.243=35.217lp/mm 1/1/线对线对*2=*2=精度（精度（mm)mm) 1/35.217*2=0.014mm1/35.217*2=0.014mm EM510EM510 匹配匹配 BT2336BT2336 的精度即的精度即 0.014mm0.014mm 以上只是给大家简单介绍了一下镜头关于精度的一些概念， 镜头和相机的匹 配需要考虑的问题还很多，我们会在以后的技术文章里来做说明。
