在機(jī)器視覺系統(tǒng)中，相機(jī)中的傳感器(CCD或CMOS)相當(dāng)于人眼中的視網(wǎng)膜，鏡頭就相當(dāng)于晶狀體，須通過(guò)鏡頭來(lái)攝取世界萬(wàn)物，人類的眼睛如果焦距出現(xiàn)誤差(近視眼)，則會(huì)出現(xiàn)無(wú)法正確的分辨事物，同樣作為相機(jī)的鏡頭，其主要的特性也是鏡頭的焦距值。

 

下圖展示了鏡頭成像的基本性質(zhì)，圖中a所示假設(shè)發(fā)光體位于無(wú)限遠(yuǎn)處(無(wú)窮遠(yuǎn)處物體所發(fā)光被認(rèn)為是平行光)，放置鏡頭與這些平行光垂直，這些光線將聚集在一點(diǎn)，這一點(diǎn)就是焦點(diǎn)。

 

換句話說(shuō)，焦點(diǎn)是無(wú)限遠(yuǎn)處光源的映射。鏡頭與焦點(diǎn)之間的距離成為焦距f。因此，如果我們想要獲取一個(gè)CCD傳感器上的無(wú)限遠(yuǎn)的物體，鏡頭與傳感器的距離就會(huì)正好是鏡頭的焦距。

 

如果將發(fā)光體移近鏡頭，如圖中b所示，鏡頭就將光線聚焦在焦點(diǎn)前面，因此如果要獲取尖銳的圖像，就須增加鏡頭與傳感器的距離。這不僅僅應(yīng)用于理想的薄透鏡，也可以應(yīng)用于實(shí)際由多鏡片組成的復(fù)合鏡頭。對(duì)于一般的應(yīng)用，理想薄透鏡或是小孔成像原理可以被應(yīng)用到一般的視覺系統(tǒng)中。因此，鏡頭對(duì)焦意味著改變鏡頭本身與CCD傳感器的距離，距離改變靠機(jī)械裝置進(jìn)行約束。

 

鏡頭成像的基本性質(zhì)示意圖

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