机器视觉-工业镜头的介绍

工业镜头物理接口类型

根据国际标准镜头接口型式共有三种：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；而当镜头的焦距约小于mm时，因镜头的尺寸不大便采用C型或者CS型接口。

C型接口与CS型接口的区别：

C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17.5mm., CS型接口此距离为12.5mm.。

C型镜头搭配C型相机、CS型镜头搭配CS型相机使用。

C型镜头可以通过5mm的C/CS转接环转接后与CS型相机搭配使用。

CS型镜头与C型相机无法配合使用。

工业镜头参数

视场(视野范围，缩写为FOV) ：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，视野大小也是进行选型前必须要了解的。

工作距离(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。工作距离是进行选型前必须要了解的问题，例如：工作距离是否可调、安装空间是否合适等

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。

景深 (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

焦距：焦距，是光学系统中衡量光的聚集或发散的度量方式，指的是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。

焦距计算公式：f={工作距离/视野范围长边（或短边）}X CCD长边（或短）。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；

失真：失真又称畸变，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。

光圈与F值：光圈是一个用来控制镜头通光量装置，它通常是在镜头内。表达光圈大小我们是用F值，如f1。4，f2，f2。8 etc

光学放大倍数：用于计算主要缩放比例的公式为：感光芯片尺寸/视场（单位：mm） 

选型案例：

相机型号已经确定，相机参数如下：

芯片尺寸为2/3；

C型接口；

5百万像素；

视野是100*100mm；

工作距离:500mm；

分析如下：

接口：首先镜头和相机接口保持一致，所以镜头接口型号也为C型；

镜头大小：镜头大小需要大于等于相机芯片大小，所以镜头尺寸最小为2/3；

镜头分辨率：镜头分辨率大于等于相机分辨率，所以镜头像素最小5百万像素以上；

焦距：已知焦距计算公式为“工作距离×芯片水平长度÷视野”，所以将参数代入公式得：500× 8.8/ 100=44mm；

镜头放大倍率：放大倍率计算公式为“芯片水平长度÷视野”，将参数代入公式后可得：8.8(芯片水平长度)/ 100=0.088；

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