光學(xué)鏡頭發(fā)霉了怎么辦呢?
下面來看一下解決光學(xué)鏡頭發(fā)霉的新技術(shù)吧
光學(xué)鏡頭、光學(xué)儀器生產(chǎn)廠家在每年的5月開始就遇到頭疼的光學(xué)鏡頭玻璃發(fā)霉問題,通??諝庀鄬穸却笥?5%,玻璃就會長霉,要始終保持干燥,是不現(xiàn)實的,霉雨季節(jié),剛磨好的玻璃,發(fā)霉的速度是20分鐘。
現(xiàn)有的玻璃真空鍍膜是利用氟化物疏水特性,只是減少霉菌的水分供應(yīng),不具有主動殺傷霉菌的作用,因此現(xiàn)有鍍膜的防霉效果很不理想。
"鞍山激埃特光電"鏡頭鍍膜新型防霉鍍膜技術(shù),是選用特定結(jié)構(gòu)的分子,采用自組裝單分子膜技術(shù),在光學(xué)玻璃的表面利用特定的化學(xué)鍵,讓特定結(jié)構(gòu)的分子按照一定的頭尾一致的排列規(guī)則,以化學(xué)鍵的方式連接到玻璃上去,形成一層防水,抗菌,防霉,耐溶劑,耐摩擦,耐腐蝕,耐洗滌的單分子防霉菌鍍膜層。
膜層的厚度可以控制在十幾個納米之間,不影響光線的通過,它和玻璃表層分子發(fā)生化學(xué)鍵接,使光學(xué)玻璃表面具有永久性的防霉菌特性,同時還可以增加玻璃表面的機械強度。鍍膜層外側(cè)的分子團,對單細(xì)胞生物具有殺傷作用,霉菌、細(xì)菌、藻類等單細(xì)胞生物無法在這層鍍膜層上順利繁殖。
防霉液是無色透明液體,擦拭到玻璃鏡片、光學(xué)配件等材料表面,也可以對儀器整體擦拭,獲得最佳防霉效果 ,可以通過霉菌箱測試。
經(jīng)過實際測試,防霉效果在光學(xué)玻璃常規(guī)存儲條件下,可達(dá)到4、5、6、7四個月100天以上不長霉。
光學(xué)鏡頭基礎(chǔ)知識
光學(xué)鏡頭是機器視覺系統(tǒng)中必不可少的部件,直接影響成像質(zhì)量的優(yōu)劣,影響算法的實現(xiàn)和效果。另外爭取選折合適的鏡頭,降低機器視覺系統(tǒng)成本,才是產(chǎn)業(yè)興旺發(fā)達(dá)的唯一出路。光學(xué)鏡頭規(guī)格繁多,有時不免頭暈。光學(xué)鏡頭從焦距上可分為短焦鏡頭、中焦鏡頭,長焦鏡頭;從視場大小分有廣角、標(biāo)準(zhǔn),遠(yuǎn)攝鏡頭;結(jié)構(gòu)上分有固定光圈定焦鏡頭,手動光圈定焦鏡頭,自動光圈定焦鏡頭,手動變焦鏡頭、自動變焦鏡頭,自動光圈電動變焦鏡頭,電動三可變(光圈、焦距、聚焦均可變)鏡頭等。根據(jù)我們使用的經(jīng)驗,俄羅斯的光學(xué)鏡頭很便宜。
結(jié)構(gòu)上分
1固定光圈定焦鏡頭
簡單。鏡頭只有一個可以手動調(diào)整的對焦調(diào)整環(huán),左右旋轉(zhuǎn)該環(huán)可使成像在CCD靶面上的圖像最清晰。沒有光圈調(diào)整環(huán),光圈不能調(diào)整,進入鏡頭的光通量不能通過改變鏡頭因素而改變,只能通過改變視場的光照度來調(diào)整。結(jié)構(gòu)簡單,價格便宜。
2手動光圈定焦鏡頭
手動光圈定焦鏡頭比固定光圈定焦鏡頭增加了光圈調(diào)整環(huán),光圈范圍一般從F1.2或F1.4
到全關(guān)閉,能方便地適應(yīng)被被攝現(xiàn)場地光照度,光圈調(diào)整是通過手動人為進行的。光照度比較均勻,價格較便宜。
3自動光圈定焦鏡頭
在手動光圈定焦鏡頭的光圈調(diào)整環(huán)上增加一個齒輪合傳動的微型電機,并從驅(qū)動電路引出
3或4芯屏蔽線,接到攝像機自動光圈接口座上。當(dāng)進入鏡頭的光通量變化時,攝像機
CCD靶面產(chǎn)生的電荷發(fā)生相應(yīng)的變化,從而使視頻信號電平發(fā)生變化,產(chǎn)生一個控制信號,傳給自動光圈鏡頭,從而使鏡頭內(nèi)的電機做相應(yīng)的正向或反向轉(zhuǎn)動,完成調(diào)整大小的任務(wù)。
4手動光圈變焦鏡頭
焦距可變的,有一個焦距調(diào)整環(huán),可以在一定范圍內(nèi)調(diào)整鏡頭的焦距,其可變比一般為
2~3倍,焦距一般為3.6~8mm。實際應(yīng)用中,可通過手動調(diào)節(jié)鏡頭的變焦環(huán),可以方便地選擇被監(jiān)視地市場的市場角。但是當(dāng)攝像機安裝位置固定下以后,在頻繁地手動調(diào)整變焦是很不方便的。因此,工程完工后,手動變焦鏡頭的焦距一般很少調(diào)整。僅起定焦鏡頭的作用。
5自動光圈電動變焦鏡頭
與自動光圈定焦鏡頭相比增加了兩個微型電機,其中一個電機與鏡頭的變焦環(huán)合,當(dāng)其轉(zhuǎn)
動時可以控制鏡頭的焦距;另一電機與鏡頭的對焦環(huán)合,當(dāng)其受控轉(zhuǎn)動時可完成鏡頭的對焦。但是,由于增加了兩個電機且鏡片組數(shù)增多,鏡頭的體積也相應(yīng)增大。
6電動三可變鏡頭
與自動光圈電動變焦鏡頭相比,只是將對光圈調(diào)整電機的控制由自動控制改為由控制器來手動控制。
場合上分:
按視場大小分為:小視場鏡頭,普通鏡頭(約50度左右),廣角鏡頭和特廣角鏡頭(100-120度)
1標(biāo)準(zhǔn)鏡頭:視角約50度,也是人單眼在頭和眼不轉(zhuǎn)動的情況下所能看到的視角,所以
又稱為標(biāo)準(zhǔn)鏡頭。5mm相機的標(biāo)準(zhǔn)鏡頭的焦距多為40mm,50mm或55mm。120相機的標(biāo)準(zhǔn)鏡頭焦距多為80mm或75mm。CCD芯片越大則標(biāo)準(zhǔn)鏡頭的焦距越長。
2、廣角鏡頭:視角90度以上,適用於拍攝距離近且范圍大的景物,又能刻意夸大前景
表現(xiàn)強烈遠(yuǎn)近感即透視。35mm相機的典型廣角鏡頭是焦距28mm,視角為72度。120相機的50,40mm的鏡頭便相當(dāng)于35mm相機的35,28mm的鏡頭.
3、長焦距鏡頭:適于拍攝距離遠(yuǎn)的景物,景深小容易使背景模糊主體突出,但體積笨重
且對動態(tài)主體對焦不易。35mm相機長焦距鏡頭通常分為三級,135mm以下稱中焦距,135-500mm稱長焦距,500mm120相機的150mm的鏡頭相當(dāng)于35mm相機的105mm鏡頭。由於長焦距的鏡頭過于笨重,所以有望遠(yuǎn)鏡頭的設(shè)計,即在鏡頭后面加一負(fù)透鏡,把鏡頭的主平面前移,便可用較短的鏡體獲得鏡體獲得長焦距的效果。
4、反射式望遠(yuǎn)鏡頭:是另一種超望遠(yuǎn)鏡頭的設(shè)計,利用反射鏡面來構(gòu)成影像,但因設(shè)計
的關(guān)系無法裝設(shè)光圈,僅能以快門來調(diào)整曝光。
5、微距鏡頭(marcolens):除作極近距離的微距攝影外,也可遠(yuǎn)攝。
接口類型來分
1C型鏡頭
法蘭焦距是安裝法蘭到入射鏡頭的平行光的匯聚點之間的距離。法蘭焦距為17.526mm或0.690in。安裝羅紋為:直徑1in,32牙.in。鏡頭可以用在長度為0.512in(13mm)以內(nèi)的線陣傳感器。但是,由于幾何變形和市場角特性,必須鑒別短焦鏡頭是否合用。如焦距為12.6mm的鏡頭不應(yīng)該用長度大于6.5mm的線陣。如果利用法蘭焦距尺寸確定了鏡頭到列陣的距離,則對于物方放大倍數(shù)小于20倍時需增加鏡頭接圈。接圈加在鏡頭后面,以增加鏡頭到像的距離,以為多數(shù)鏡頭的聚焦范圍位5-10%。鏡頭接長距離為焦距/物方放大倍數(shù)。
2CS型鏡頭
Witha5mmadapterring,aClenscanbeusedonaCS-mountcamera.
3U型鏡頭
一種可變焦距的鏡頭,其法蘭焦距為47.526mm或1.7913in,安裝羅紋為M42×1。主要設(shè)計作35mm照片應(yīng)用(如國產(chǎn)和進口的各種135相機鏡頭),可用于任何長度小于1.25in(38.1mm)的列陣。建議不要用短焦距鏡頭。442mm鏡頭、3L型鏡頭
固定焦距寬視場鏡頭,最初設(shè)計作照相放大作用(如國產(chǎn)各種放大機鏡頭),且在2.25in(63.5mm)視場內(nèi)具有良好的特性。法蘭焦距是具體鏡頭的函數(shù)。安裝螺紋為M39×1.0??捎糜陂L度為1.25in(35.1)以內(nèi)的列陣,且不受限制。
4特殊鏡頭
如顯微放大系統(tǒng)。要特別注意CS和C的差別,不同類型的camera和不同類型的Len連接時,要定制轉(zhuǎn)接環(huán)。國外很貴,一個約$50,不如自己加工。光學(xué)鏡頭的主要參數(shù)和評價
主要參數(shù)有焦距,視場,物距,光圈,快門等。
對于鏡頭最完善的評價莫過于MTF(ModulationTransferFunction)。但是由于像差(標(biāo)定的原因),鏡頭的每個范圍都有一個MTF值。這些范圍指的是:(
1)近軸部分,
2)離軸部分,
3)當(dāng)光學(xué)系統(tǒng)存在不對稱畸變時,上述兩部分在不同方向上的子部分。每個部分對于不同的輻射能量波長范圍,都有各自相應(yīng)的MTF值。MTF是評價成像系統(tǒng)的最常用、最優(yōu)的指標(biāo),也是指導(dǎo)機器視覺系統(tǒng)集成的最優(yōu)指標(biāo)。
光圈常識
照相機的鏡頭有一個控制透光量的裝置,就叫光圈.光圈開的大,透光量便大;開的小,透光量便?。豢抗馊€不能完全描述作用於軟片上的光線強度,鏡頭與軟片間的距離也有關(guān)系,也就是和鏡頭的焦距有關(guān)系.焦距小光圈離軟片較近,光線的作用便較強.有一個名詞--光圈系數(shù),光圈系數(shù)是將鏡頭焦距除以光圈的直徑所得的值,用f表示.例如有甲乙丙三鏡頭,甲鏡頭的焦距為50mm,最大光圈直徑為25mm,則光圈系數(shù)是50/25=2,我們說它是f2的鏡頭;乙鏡頭的焦距為35mm,最大光圈直徑為17.5mm,光圈系數(shù)是35/17.5=2,我們也說它是f2的鏡頭;丙鏡頭的焦距為100mm,最大光圈直徑為25mm,則光圈系數(shù)是100/25=4,我們說它是f4的鏡頭.乙鏡頭的孔洞比甲鏡頭小,但光圈系數(shù)相同,於是透光到軟片上的強度是一樣;甲丙鏡頭的孔洞一樣大,但光圈系數(shù)不同,於是透光到軟片上的強度是不一樣的.所有相機鏡頭的光圈都已標(biāo)準(zhǔn)化,就是f1,f1.4,f2,f2.8,f4,f5.6,f8,f11,f16,f22,f32等.
光圈的功能有二:
1.控制光量的透入:光線透過鏡頭射到軟片的強度是和光圈系數(shù)平方成反比,也就是相鄰兩級的光圈作用於軟片上的光線強度有兩倍的關(guān)系.f2是f2.8的2倍,f2.8是f4的2倍.
2.調(diào)節(jié)景深:所謂的景深,就是鏡頭對焦處前後所能成像清晰的范圍,它鏡頭焦距,光圈,及被攝景物主體的距離有關(guān),鏡頭焦距越短,光圈越小,被攝物的距離,景深越大清晰的范圍越大,反之亦然.所以就光圈來講,小光圈景深大,清晰細(xì)密的表出遠(yuǎn)近的明銳感;大光圈景深小,則可使主體突出,表現(xiàn)主體以外前後主題的模糊感.值得一提的是,若要前後景物都清晰,應(yīng)使用小光圈,但以小到能涵蓋希望的景深即可,不必過小,過小便會受到繞射的影響,反而降低其解像力!
快門常識
相機的快門是控制曝光時間長短的機關(guān),快門經(jīng)常處於關(guān)閉狀態(tài),已防裝在相機內(nèi)的底片露光,攝影時將它一開一閉,讓透過鏡頭的影像光線作用於軟片上。早期的座架式相機沒有快門裝置。僅備一鏡頭蓋套在鏡頭上,取景對焦時取下鏡頭蓋,套上鏡頭蓋再裝感光片,攝影時將鏡頭蓋掀開一剎那時間遂即蓋上。現(xiàn)在快門已進步到由機械或電子操縱開啟時間??扉T的功能有二分述如下:
1.開啟時間的長短來控制透入光量的多寡。假若被攝體的明度和鏡頭的光圈不變,快門開啟時間長,作用於軟片的光量多,快門開啟時間短,作用於軟片的光量少??扉T開啟時間的長短叫做快門速度(Shutterspeed)。為便於調(diào)整曝光,鏡頭快門相機的鏡頭上裝有快門速度調(diào)整環(huán),焦面快門相機(較普遍)的機身上裝有快門速度調(diào)整環(huán)。在快門速度調(diào)整環(huán)上,將快門速度分為若干級。為配合光圈調(diào)整曝光,每相鄰兩級的快門速度也是二與一之比。所有各種相機的快門速度分級都以標(biāo)準(zhǔn)化,即4,2,1,1/2,1/4,1/8,1/15,1/30,1/60,1/125,1/250,1/500,1/1000,1/2000,1/4000,B,T??祆兑幻氲目扉T速度的刻度只用2,4,8...等分母數(shù)字表示,分別代表1/2,1/4,1/8.....,一秒及慢於一秒的用不同顏色數(shù)字標(biāo)示。B為Bubble的縮寫,代表按下快門鈕時快門便開啟,放松便關(guān)閉。T是Time的縮寫,代表按下快門鈕時快門便開啟,再按一次才關(guān)閉。
2.配合光圈曝光:攝影曝光正確,才能產(chǎn)生層次豐富細(xì)節(jié)清晰的照片。曝光要正確,必須按照軟片速度與光圈強弱,將快門速度和光圈適當(dāng)配合??刂歧R頭進光量,需要由鏡頭的所謂"孔徑光闌"(Diaphragm)來控制??讖焦怅@都是位于鏡頭內(nèi)部,通常由多片可活動的金屬葉片(稱為光闌葉片)組成,可以使中間形成的(近似)圓孔變大或者縮小,以達(dá)到控制通過光量大小的目的。
我們用"孔徑"來描述鏡頭的通光能力,而孔徑受到光闌的控制。
對于不同的鏡頭而言,光闌的位置不同,焦距不同,入射瞳直徑也不相同,用孔徑來描述鏡頭的通光能力,無法實現(xiàn)不同鏡頭的比較。為了方便在實際攝影中計算曝光量和用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)來衡量不同鏡頭的孔徑光闌實際作用,采用了"相對孔徑"的概念。
相對孔徑=[鏡頭焦距]/[入射瞳直徑]=f/d比如某個鏡頭的焦距為50mm,入射瞳直徑為25mm,那么該鏡頭的相對孔徑就是50/25=2。通常表示相對孔徑的辦法是在相對孔徑前面加入[f/],比如f/1.4、f/2、f/2.8等,也有用1:2來表示f/2的。通常鏡頭標(biāo)記上用類似1:2的方式更多些。在實際使用中,很少使用"相對孔徑"的稱呼,通常都是用"光圈系數(shù)(f-Stops)"來稱呼,簡稱"光圈"或者"f-系數(shù)"。在鏡頭的標(biāo)記上,通常都是標(biāo)記鏡頭的最大光圈系數(shù),如圖所示:
現(xiàn)在標(biāo)記鏡頭的相對孔徑都是用了一系列標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)值:
可以看到:每一個數(shù)值都與相鄰數(shù)值有一個的關(guān)系,表明后一個數(shù)值的通光量為前面一個的一半,前一個數(shù)值的通光量是后面一個的兩倍。因為根據(jù)圓面積的計算公式,鏡頭通過的光量與f系數(shù)的平方成反比。比如:f/5.6的通光量是f/4的一半;是f/8的兩倍。
焦點(focalpoint、focus):
對于一個理想透鏡而言:遠(yuǎn)處的物體可以近似地看成時位于無限遠(yuǎn)處。
該無限遠(yuǎn)處的物體上任何一點發(fā)出的到達(dá)理想透鏡的光線,可以看成是平行光。
所謂"光軸"就是一條垂直穿過理想透鏡中心的光線。與光軸平行的光線射入凸透鏡時,理想的凸鏡應(yīng)該是所有的光線會聚在透鏡后面一點上,這個會聚所有光線的一點,就叫做焦點。例如使用放大鏡將太陽光聚光后,形成最小點的就是焦點。焦點一定在光軸上。
在光學(xué)術(shù)語上,以透鏡為界:
被攝物體所在的空間稱為"物方空間";
被攝物體所發(fā)出的光穿越透鏡在透鏡后面形成的像所在的空間稱為"像方空間";
在像方空間所形成的焦點稱為"像方焦點"或"后焦點";
反之,從像方開始,投射出與光軸平行的光線,并在透鏡物體空間所形成的焦點,稱為"物方焦點"或"前焦點"。
注意:對于凹透鏡而言,物方焦點與像方焦點的位置與凸透鏡相反
主點(Principalpoint):
一個透鏡得軸向厚度與其直徑、物距、像距以及焦距相比顯得很小,就可以認(rèn)為該透鏡是薄透鏡。一片薄的雙凸透鏡的焦點距離,一般指鏡片的中心到焦點為止的光軸上的距離,這個鏡片的中心叫做"主點"。實際的鏡頭都是由數(shù)片凸透鏡和凹透鏡組合而成,無法直接分辨出主點的位置。當(dāng)焦點處于無限遠(yuǎn)時,鏡頭主點到結(jié)像平面的距離=焦距
對于某種畫幅而言,標(biāo)準(zhǔn)鏡頭的焦距值約等于畫幅對角線長度,其主點的位置在鏡頭的光學(xué)組內(nèi)前主點/后主點(frontprincipalpoint/rearprincipalpoint)如下圖所示,假設(shè)從a射入的光線,折射之后通過n和n'致到達(dá)了b。對于光軸而言,a-n與n'-b之間產(chǎn)生相似的
角度,因此,在光軸上可以得出h、h'兩個交點。這兩個交點h和h'就叫做主點,其中h為前主點(第一主點),h'為后主點(第二主點)。前主點與后主點之間的距離稱為主點間隔。