工业镜头选型要注意什么

1.工业镜头的接口

镜头的接口尺寸主流为三种接口型式，即F型、C型、CS型。F型接口是通用型接口，一般适用于焦距大于25mm的镜头；而当物镜的焦距约小于25mm时，因物镜的尺寸不大，便采用C型或CS型接口，也有一部分采用M12接口。

C接口和CS接口的区别：

C接口与CS接口的区别在于镜头与摄像机接触面至镜头焦平面（摄像机CCD光电感应器应处的位置）的距离不同，C型接口此距离为17.53mm，CS型接口此距离为12.5mm。

C型镜头与C型摄像机、CS型镜头与CS型摄像机可以配合使用。C型镜头与CS型摄像机之间增加一个5mm的C/CS转接环可以配合使用。CS型镜头与C型摄像机无法配合使用。

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2.工业镜头的基本参数

①视场（Field of view，即FOV，也叫视野范围）：指观测物体的可视范围，也就是充满相机采集芯片的物体部分。（视场范围是选型中必须要了解的）

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②工作距离（Working Distance，即WD）：指从镜头前部到受检验物体的距离。即清晰成像的表面距离（选型必须要了解的问题，工作距离是否可调，包括是否有安装空间等）。

③分辨率：图像系统可以测到的受检验物体上的最小可分辨特征尺寸。在多数情况下，视野越小，分辨率越好。

④景深（Depth of view，即DOF）：物体离最佳焦点较近或较远时，镜头保持所需分辨率的能力。（需要了解客户对景深是否有特殊要求）

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3.工业镜头的其他参数

①感光芯片尺寸：相机感光芯片的有效区域尺寸，一般指水平尺寸。这个参数对于决定合适的镜头缩放比例以获取想要的视场非常重要。镜头主要缩放比例（PMAG）由感光芯片的尺寸和视场的比率来定义。虽然基本参数包括感光芯片的尺寸和视场，但PMAG却不属于基本参数。

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②焦距（f）：焦距，是光学系统中衡量光的聚集或发散的度量方式，指从透镜的光心到光聚集之焦点的距离。亦是照相机中，从镜片中心到底片或CCD等成像平面的距离。（需要记住的公式）：f={工作距离/视野范围长边（或短边）}× CCD长边（或短边）

焦距大小的影响情况：焦距越小，景深越大；焦距越小；畸变越大；焦距越小，渐晕现象越严重，使像差边缘的照度降低。

③解析度：表示一组物镜所能见到2点的最小间隔。

0.61×使用波长（λ）/NA=解析度（μ）

以上的计算方法理论上可以计算出解析度，但不包括失真。

※使用波长为550nm

④解像力：1mm中间可以看到黑白线的条数，单位（lp）/mm。

MTF（Modulation Transfer Function）

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⑤失真（distortion）：衡量镜头性能的指标之一，又称畸变，指被摄物平面内的主轴外直线，经光学系统成像后变为曲线，则此光学系统的成像误差称为畸变。畸变像差只影响影像的几何形状，而不影响影像的清晰度。

⑥光圈与F值：光栅片是一个用来控制镜头的通光量装置，它通常是在镜头内。表达光圈大小我们是用F值，如F1.4、F2.0、F2.8等。

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⑦光学放大倍率：用于计算主要缩放比例的公式如下：PMAG =感光芯片尺寸（mm）/视场（mm）。

⑧显示放大倍率：显示放大倍率在显微中应用非常广泛，被测物体的显示放大倍率取决于三个因素：镜头光学倍率、工业相机感光芯片的尺寸（靶面大小）、显示器尺寸。

显示放大倍率=镜头光学倍率×显示器尺寸×25.4/耙面对角线尺寸

4.工业镜头的主要类别

分类方式：

•按焦距划分：定焦和变焦；

•按光圈划分：固定光圈和可变光圈；

•按接口划分：C接口、CS接口、F接口等；

•按倍数划分：定倍镜头、连续变倍镜头；

•机器视觉行业常用到的很重要的镜头主要包括FA镜头、远心镜头和工业显微镜等。

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5.工业镜头的选择要点

对镜头的选择，我们首先必须先确定客户的需求：

①视野范围、光学放大倍率及期望的工作距离：在选择镜头时，我们会选择比被测物体视野稍大一点的镜头，以有利于运动控制。

②景深要求：对于对景深有要求的项目，尽可能使用小的光圈；在选择放大倍率的镜头时，在项目许可下尽可能选用低倍率镜头。如果项目要求比较苛刻时，倾向选择高景深的尖端镜头。

③芯片大小和相机接口：例如2/3”镜头支持最大的工业相机耙面为2/3”，它是不能支持1英寸以上的工业相机。

④注意与光源的配合，选配合适的镜头。

⑤可安装空间：在方案可选择的情况下，让客户更改设备尺寸是不现实的。