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相機格式(Camera Format)：CCD Sensor大小也會影響視角，使用相同鏡頭，較小的感光 ... 鏡頭解像力，所謂的反差對比就是1mm的寬度中，正弦濃度變化反覆有幾次的意思， ... 技術支援 成為客戶一同成長的夥伴關係 Basler相機故障排除指南 HALCON技術支援&滿意度調查 MERLIC初階教育訓練 HALCON初階教育訓練 機器視覺『相機』Q&A 機器視覺『鏡頭』Q&A 機器視覺『影像卡』Q&A 機器視覺『光源』Q&A 機器視覺『鏡頭』Q&A Q.鏡頭的搭配有注意事項嗎？   ►答：   1.視野(FieldofView)→FOV 2.景深(DepthofView)→DOF 3.光圈(IRIS/Aperture)→F-Number(F/#) 4.焦距長(Focallength)→f 5.視角(View/angle) 6.解析力(Resolution)       Q.鏡頭的搭配有注意事項嗎？   ►答：   鏡頭搭配時需一同考慮相機的規格,須注意事項如下: 1.鏡頭或相機的Mount可分為如CS-Mount、C-Mount、F-Mount或者是廠商自行定義的Mount,例如:Shneider的M42-Mount,M72-Mount,若遇到兩者之間為不同Mount時,可詢問供應商是否有轉接環。

  工業用相機常用接口((Mount) 後焦FBL 安裝介面 C-Mount 17.526mm 螺紋接口,1x1/32inch CS-Mount 12.5mm 螺紋接口,1x1/32inch NF-Mount 12mm 螺紋接口,M17x0.75mm F-Mount 46.5mm Nikon卡口   Cvs.CSmount注意事項   2.鏡頭搭配相機時,須注意鏡頭本身可否支援相機的SENSORSIZE,例如:鏡頭規格為可容納1/2",1/3"的sensor,此時若搭配1"的相機SENSOR,將會造成邊緣影像黑掉的問題。

3.工作距離是否符合需求,若有工作距離限制,可參考鏡頭規格,此因素考慮牽涉現場機台的架設位置。

        Q.如何選擇CCTV鏡頭?   ►答：   焦距長(FocalLength)：鏡頭的焦距長是以mm為量測單位是和視角有直接關係。

短焦距提供廣角視野，而長焦距提供望遠視野，即窄視角。

相機格式(CameraFormat)：CCDSensor大小也會影響視角，使用相同鏡頭，較小的感光裝置會產生較窄視角。

鏡頭的格式(format)是和視角沒關聯的，鏡頭只是投射影像到感光裝置的範圍內，也就是要投射到相同或更大格式的感光裝置上。

光圈值(FStop)：最小F值表示鏡頭全開，最大F值表示鏡頭全關。

F值大小也直接影響鏡頭景深。

景深(DepthofField)：景深表示聚焦清楚的範圍，長景深表示聚焦清楚範圍大，短景深表示聚焦清楚範圍小。

廣角鏡頭通常比望遠鏡頭有較大景深，高F值也有較大景深。

F-Number：F數值是光通過鏡頭量大小的表示。

F數值愈小表示通過的光量多，F數值是焦距長和有效開口的比值。

Fnumber=f/df:focallength,d:effectivediameter     Q. 光學鏡頭成像原理   ►答：   一般CCTV 簡單製作，小型化 主光線與鏡頭維持一定的角度， 鏡片組合較少，影像的大小會隨著距離不同而有所改變 物體側Telecentric 物體側光線與鏡頭光主軸線平行 成像大小不會隨著物體距離高低不同而改變 配合同軸照明是最理想的方式 鏡頭的後焦會隨著WD的改變，而有稍微改變 在低倍率時，為維持減少變形量，前面的鏡頭較大 雙側Telecentric  物體側和像側光線和鏡片平行 在景深內，焦距不會隨著工作距離而產生變化 像側Telecentric  像側的光線和鏡頭主光線平行 焦距會隨著工作距離改變而跟著改變               Q.CCTV鏡頭與Telecentric遠心鏡頭之差異   ►答：   StandardLens拍攝效果(CCTV/Macrolens) TelecentricLens拍攝效果       CCTV鏡頭特點   1.價格較便宜 2.會隨工件距離不同，影像大小改變 3.可搭配延伸環，達到放大效果 4.有變焦鏡頭供選擇 5.工作距離很長（低倍率） 6.失真高（高倍率時） 7.可用不同濾鏡加強影像特徵 遠心鏡頭特性   １.倍率較高(與CCTV相比）HR系列最高倍率可達12倍 2.工作距離固定 3.鏡頭配對與相機sensor關係密切 4.鏡頭一定比FOV大 5體積較大           Q.工作距離(WD;WorkingDistance)   ►答：   一般指的是鏡頭最前端到被測物之距離。

            Q.景深(DOF;Depthoffield)   ►答：   所謂景深，就是當焦距對準某一點，能聚焦清楚最近和最遠點之間的距離，受鏡頭焦距長短、光圈大小及拍照主體的距離影響。

鏡頭焦距越長景深越短，焦距越短景深越長。

光圈越大景深越短，光圈越小景深越長。

主體越近景深越短，主體越遠景深越長。

D.O.F=2x [permissiblecircleofconfusionxeffectiveF-no÷M2]           Q. 焦距(FocalLength)   ►答：   也稱為焦長，是光學系統中衡量光的聚集或發散的度量方式，指從透鏡中心到光聚集之焦點的距離，簡單來說就是從焦點到透鏡中心的距離。

焦點：行光線通過透鏡形成的像點。

像距：像點到透鏡中心的距離。

鏡頭的 焦距長以mm為量測單位是和視角有直接關係。

短焦距提供廣角視野﹔而長焦距提供望遠視野，即窄視角。

各式鏡片焦點F和焦距f之圖示說明如下：           Q.可視範圍(FOV;fieldofView)   ►答：       相機搭配鏡頭後,所成像的實際大小,公式為FOV=SENSORSIZE/光學倍率。

    可視範圍 相機接鏡頭後，實際可以拍攝到的範圍通常以長*寬(mm)表示       Q. 光圈(IRIS)   ►答：   光圈是用來控制光線透過鏡頭，進入機身內感光面的光量裝置，通常是在鏡頭內。

表達光圈大小通常用F-NUMBER(f/#)表示。

(光圈值=焦距/有效孔徑(分母越大，值就越小)             Q.鏡頭變形量(Distortion)   ►答：     鏡頭變形量是指影像的變形程度，正負值分別代表呈枕狀變形或桶狀變型。

  -枕狀變形(PincushionDistortion)，Distortion呈正值，因光學鏡頭的鏡片拋光角度的誤差所造成的光學變形。

 影像四邊往內凹，看起來像X狀的枕頭的一種變形。

  -桶狀變形(BarrelDistortion)，Distortion呈負值，是因為光學鏡頭的鏡片拋光角度的誤差所造成的光學變形。

 影像的四邊往外凸，看起來像酒桶一樣的變形。

一般鏡頭於邊緣位置都有變形的問題，以CCTV鏡頭為例；     1.越接近影像中間較無變形問題，越接近邊緣越有變形的問題。

      2.越短焦的鏡頭，變形量越大。

      3.一般量測避免使用短焦鏡頭。

      一般CCTV與超低變形量CCTVLENS拍攝效果之差異     一般CCTVLens 變形量大 超低變形量CCTVLens 變形量小           Q.NA值   ►答：   指鏡頭入射角一半,NA值越大,鏡頭亮度越高。

            Q.F值(F-NUMBER):   ►答：   F值是光通過鏡頭大小的表示。

F值愈小表示通過的光愈多，F值是焦距長和鏡頭光圈有效開口的比值。

F-NUMBER=f/D     f:焦距長(focallength)   D:鏡頭光圈(effcetivediameter)           Q. 螢幕變形量(TVdistortion):   ►答：   在螢幕上，所呈現出來的實際影像與理想影像差別的比值，通常以數值表示。

            Q. 動態範圍(DynamicRange):   ►答：   感光元件能紀錄的光度範圍。

DR值愈高，能紀錄的高光位與暗光位的細節就愈多。

            Q. 調制轉換函數(ModulationTransferFunction,MTF)   ►答：   使用反差對比的概念來檢定鏡頭解像力，所謂的反差對比就是1mm的寬度中，正弦濃度變化反覆有幾次的意思，原本充足的反差可以很容易辨識出兩條線來，而當空間頻率加大時，也就是線條越緊密時，反差也逐漸縮小， 終於反差衰減到全部變成灰色，再也分辨不出黑白條紋來，就表示鏡頭的解像力已到極限。

MTF是空間頻率的函數，單位是cycle/mm或cycle/mrad，應用於鏡頭上，則為單位長度裡一黑線一白線的反覆次數，一黑線一白線的組合為一個cycle，稱為linepair。

一般常用的單位為Lp/mm，代表每mm有幾條linepairs，也就是每mm或mrad所含的黑白條紋數，其物理意義為像的明暗對比與物的明暗對比的比值。

            Q. 解像力(ResolutionPower)   ►答：   指可清楚地分辨出最細小影像的能力。

鏡頭的解像力指的是鏡頭對於被攝體的點像，它的再現能力。

通常在說明一顆鏡頭的resolution能力時，多以每單位距離可分辨的線條數表示(lines/mm)，當數字愈大時，則表示在每 單位距離中可分辨的線條數愈多，其解像力愈好。

        光學常用計算公式     Q.如何正確地選擇適合的CCTV？   ►答：   FOV=sensorsize/倍率 Pixelsize=sensorsize/解析度 1Pixel精度=FOVH(orV)/解析度or1Pixel精度=Pixel/倍率   範例：解析度:659x494, sensorsize:4.88x3.66mm,倍率:2X     FOV=sensorsize/倍率=4.88/2=2.44     Pixelsize=sensorsize/解析度=4.88/659=0.0074mm=7.4μm     1Pixel精度=FOVH(orV)/解析度or1Pixel精度=Pixel/倍率     1Pixel精度=2.44/659=0.0037mm=3.7μmor1Pixel精度=7.4/2=3.7μm         Q.FOV(H)可視範圍高度如何計算？   ►答：   範例：使用焦距25mm的CCTVlens，sensorsize為1/2"的相機，工作距離約250cm，試問可視範圍高度為多少?