机器视觉的历史:镜头
当前位置:首页 > 技术分享 > 机器视觉的历史:镜头

机器视觉的历史:镜头

小施 2020-12-28 9069 0


为了实现稳定的图像处理,必须根据镜片特性的知识正确选择最适合该应用的镜片。有许多不同类型的镜片,每种镜片提供不同的效果,并根据其形状和材料特性进行分类。施努卡小编接下来介绍镜头的历史,从早期开始到今天。

image.png

凹凸透镜的制作

镜头一词来自地中海地区的拉丁语小扁豆。它是第二次世界大战期间日本称为“东京(透明镜)”的外来词的示例。它的起源可以追溯到水晶或玻璃球,这些水晶或玻璃球在宗教仪式上用作制火工具,或在古代文明中用作装饰品。人们普遍认为,镜片的起源可以追溯到古罗马哲学家塞内卡(Seneca),他曾说过,“字母可以被水晶球放大”,大约是2000年前。镜头使用称为光“折射”的原理工作:光线弯曲并改变其传播方向。凸透镜为球形,中间部分较厚,会聚光线。而凹透镜的形状是沙漏形,边缘较厚,会发散光线。

凹凸透镜的用途

镜头一直在两个领域发展:我们日常生活中所戴的眼镜,以及诸如显微镜,望远镜和照相机所用镜头之类的工具应用。最早的眼镜在13世纪投入实际使用,实际上是使用凸透镜的老花镜(简单放大镜)。最初,它被称为“魔鬼的工具”。同时,出现了具有两个透镜的眼镜,并且在16世纪发明了使用凹透镜的近视眼镜。

最早发明的是显微镜还是望远镜?

正确的答案是显微镜,它是16世纪末发明的。随后,英国人胡克(Hooke)开发了使用两个凸透镜(物镜和目镜)的复合显微镜,几乎在同一时期,荷兰首先开发了单透镜显微镜。该望远镜是由荷兰人Lippershey发明的,他使用凸透镜作为物镜,而凹透镜作为目镜。伽利略立即改进了这项发明,并将其用于天文观测。他能够使用此设备发现土星环。另外,德国天文学家开普勒(Kepler)设计了开普勒望远镜,该望远镜使用凸透镜作为物镜和目镜。

镜片类型

凹透镜和凸透镜可细分为许多不同类型,包括:具有圆形表面的球形透镜,非球面曲面的非球面透镜,具有轮廓的柱面透镜。在这些镜片上,光在镜片表面上折射。它们通过为透镜材料提供折射率的逐渐变化而不是通过在透镜表面或利用了这种现象的衍射透镜上产生折射来产生光学效果。散开光波。GRIN透镜通常用于内窥镜检查,而衍射透镜则用于CD和DVD播放器。

镜片材料的变化:从玻璃到塑料

早期的镜片和水晶是不易获得的奢侈品。由于十二世纪玻璃制造技术的进步,玻璃镜片的产量开始增加。然后在19世纪发明了高透明光学玻璃镜片。光学透镜在20世纪扮演着关键角色,现在有200多种类型。它们可以大致分为两种类型:低钠含量的冠状玻璃(含钠钙)和高折射率的火石玻璃(含铅)。光学塑料透镜出现在20世纪初期,但是在早期的模型中,其透光率和折射率都较低。在1940年代开发出热固性塑料后,它迅速传播。随着这项新发展,热塑性镜片的透明度可与光学玻璃媲美,但重量仅为后者的一半。这种塑料镜头易于成型,不易断裂且制造成本低廉,为隐形眼镜和即时相机的发展做出了贡献。最近,这些镜片已用于眼镜和手机相机。其他镜片材料包括石英,萤石,光学透明陶瓷,红外透明的盐石,硅树脂和锗。

相机镜头的变化:从单焦点到变焦

当透镜由单个光学元件组成时,称为“简单透镜”;由许多光学元件组成的透镜称为“复合透镜”。1839年,第一台相机问世之后,复合透镜技术得到了极大的改进,从而推动了新型透镜的发展。这些镜头类型包括对称放置两个连接的弯月形镜头的戴维森型,缩短拍摄所需时间的佩兹伐型,三连合镜型和三个可分离的镜头。在20世纪,变焦镜头被发明出来。可以改变一个镜头内焦距的变焦镜头的出现标志着高性能镜头开发的突破。这些镜头使用标准,广角和远摄焦距以及高放大倍率,可覆盖广阔的视野。随后,由于进一步增强了放大倍率,减轻了重量并缩小了尺寸,因此开发了许多类型的变体。镜头世界也进入了系统化时期。

最新镜头技术

几乎所有的电子设备都使用透镜:例如,读取红色LED激光束的CD-ROM驱动器中的准直透镜,激光打印机中的扫描透镜以及用于条形码读取器的光纤镜中的透镜和内窥镜。另一个例子是尖端步进器(步进重复投影曝光系统)的投影透镜,它可以在微米级范围内进行半导体加工,是一种由顶级质量的二氧化硅玻璃制成的精密透镜。它被称为“镜片之王”。


总而言之,有人会问:“人类历史上最好的相机镜头是什么?” 答案是“人眼(晶状体)”,它可以自由调节其厚度以获得适当的焦距。实际上,目前正在开发以晶状体为模型的最新镜头。它称为液体透镜。这种由两种具有不同电导率,绝缘性能和折射率的流体制成的透镜可以通过使用表面张力效应调节透镜的厚度和形状来自由地改变焦距。由于它既不需要聚焦机构也不需要驱动单元,因此有望在从家用电器和医疗设备到安全领域的广泛行业中用于各种应用。



取消回复发表评论:


立即定制视觉方案