【机器视觉必学】一文get工业镜头中的定焦、变焦和变倍

       在机器视觉项目中，工业镜头常见到的变倍，变焦，定焦，很容易混淆，要想彻底弄清楚三者的区别，我们先来看看什么是焦距吧。
当我们拿着一个凸透镜对着太阳，另一侧放一张白纸，不断改变透镜的位置，直至在白纸上观察到一个最小最亮的光斑，这个光斑所在的位置就是该凸透镜的焦点位置，光斑距凸透镜的距离就是该凸透镜的焦距。
其实质就是平行光经过理想光学系统后所成的像就是该光学系统的焦点。

定焦
定焦镜头是指只有一个固定焦距的镜头，没有焦段一说，或者说只有一个视野。定焦镜头改变放大倍率用对焦环调整倍率，由于失焦需要调整工作距离WD。定焦镜头对焦，用对焦环调整焦距时，WD随放大倍率而变化，需要根据倍率调整WD。

变焦
判断光学系统是定焦还是变焦，可以看该光学系统的焦点、焦距有没有变化，通过改变透镜的形状与折射率导致光学系统的主点、焦点、焦距发生变化就是变焦。通常镜头光学系统是由多枚透镜组成的，而多枚透镜之间的相对位置变化也会影响整体光学系统的折射率。在工业自动化领域常见的变焦镜头是通过调整镜头内镜片的相对位置改变光学系统的焦距来实现变焦。

变倍
根据理想光学系统成像公式：1/u + 1/v = 1/f (不考虑方向符号)，其中u是物距，v是像距，f是焦距。在焦距固定的情况下，像距变小，则物距变大；像距变大，则物距变小。我们又知道，同一光学系统成像，物距越大，则倍率越小；物距越小，则倍率越大。我们常说的变倍就是通过调节成像系统中的像距与物距来实现的。变倍镜头可以处理童儿产线的不同型号目标工件的检测任务。

大多数情况下所使用的镜头，都会明确标注焦距25mm，35mm，90mm等等。其都是定焦镜头，但是我们在使用的时候还是会说到“调焦”这个词，其实这里说的调焦就是指变倍。也就是说成像系统本身没有变化，它的焦点，主点，焦距什么都没变，通过移动整组镜头，改变了物体、像和它之间的距离，那么得到的像的大小是不一样的，也就是倍率改变了，这就是变倍的概念。

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