工业镜头常见的类型

在机器视觉中，工业镜头作为机器视觉系统的核心部件，常常需要和工业相机搭配使用。工业镜头，属于一种光学系统。光学系统是指由透镜、反射镜、棱镜和光阑等多种光学元件按一定次序组合成的系统。那么工业镜头都有哪些类型？

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一、按照镜头接口分类

1、C-Mount和CS-Mount

C接口是目前机器视觉系统中应用比较广泛的镜头接口之一，它的螺纹参数：直径=1，螺距：32牙。具有重量轻，体积小，经济多样等优势。

CS接口添加一个转接环即可变换成C接口上，CS接口的法兰距是12.5mm,C接口的法兰距是17.5mm。它们之间相差5mm。

2、M12、M42、M58、M95口

M后面的数字代表接口直径，M12直径是12mm,M42直径是42mm,M58直径是58mm,M95直径是95mm。

以上M口和C口/CS口都属于螺纹口。

3、F口和EF口

F口和EF口属于卡扣接口。F口是许多镜头品牌的接口标准，通常工业相机靶面大于1英寸时需用F口的镜头。

4、V口

V接口镜头是闻名的专业镜头品牌镜头所首要运用的标准，一般也用以工业相机靶面较大或特别用途的镜头。

5、其他接口

T2接口、徕卡接口也是镜头中会用到的接口。

二、工业镜头按照焦距分

1、定焦镜头：焦距固定，一般光圈可调，带聚焦微调，只有小工作距离，视野范围随着距离变化。

依据焦距的长短，定焦距镜头又可分为鱼眼镜头、短焦镜头、标准镜头、长焦镜头四大类。需要注意的是焦距的长短划分并不是以焦距的绝对值为首要标准，而是以像角的大小为主要区分依据，所以当靶面的大小不等时，其标准镜头的焦距大小也不同。

2、变焦工业镜头：焦距可以连续变化，尺寸比定焦镜头大，适合物体变化，像素质量不如定焦镜头。

变焦镜头上都有变焦环，调节该环可以使镜头的焦距值在预定范围内灵活改变。变焦距镜头最长焦距值和最短焦距值的比值称为该镜头的变焦倍率。变焦镜头有可分为手动变焦和电动变焦两大类。

变焦镜头由于具有可连续改变焦距值的特点，在需要经常改变摄影视场的情况下非常方便使用，所以在摄影领域应用非常广泛。但由于变焦距镜头的透镜片数多、结构复杂，所以最大相对孔径不能做得太大，致使图像亮度较低、图像质量变差，同时在设计中也很难针对各种焦距、各种调焦距离做像差校正，所以其成像质量无法和同档次的定焦距镜头相比。

三、特殊用途的镜头

　　· 显微镜头（Micro），一般是指成像比例大于10:1的拍摄系统所用，但由于现在的摄像机的像元尺寸已经做到3微米以内，所以一般成像比例大于2:1时也会选用显微镜头。

　　· 微距镜头（Macro），一般是指成像比例为2:1～1:4的范围内的特殊设计的镜头。在对图像质量要求不是很高的情况下，一般可采用在镜头和摄像机之间加近摄接圈的方式或在镜头前加近拍镜的方式达到放大成像的效果。

　　· 远心镜头（Telecentric），主要是为纠正传统镜头的视差而特殊设计的镜头，它可以在一定的物距范围内，使得到的图像放大倍率不会随物距的变化而变化，这对被测物不在同一物面上的情况是非常重要的应用。

　　紫外镜头（Ultraviolet）和红外镜头（Infrared），一般镜头是针对可见光范围内的使用设计的，由于同一光学系统对不同波长的光线折射率的不同，导致同一点发出的不同波长的光成像时不能会聚成一点，产生色差。常用镜头的消色差设计也是针对可见光范围的，紫外镜头和红外镜头即是专门针对紫外线和红外线进行设计的镜头。

远心镜头分为：

1）物方远心

在一定景深范围内，即使物距发生变化，物体成像的尺寸也不会发生变化。这种类型在工业检测领域应用最多。

2）像方远心

即使感光芯片与镜头的距离发生变化，物体成像的尺寸也不会发生变化，但是物距会影响成像尺寸。这种类型在工业检测领域几乎不起作用，不多做赘述。

3）双远心

物体和像方的远近都不会影响成像的尺寸，在机器视觉检测领域经常运用，缺点是成本更高。

远心镜头的特性和应用范围

特性：

1）无视场角，消除透视，放大倍率恒定

2）低畸变

3）只有平行光可成像

应用场景：

1）当被检测物体厚度较大，需要检测不止一个平面时，典型应用如食品盒，饮料瓶等。

2）当被测物体的摆放位置不确定，可能跟镜头成一定角度时。

3）当被测物体在被检测过程中上下跳动，如生产线上下震动导致工作距离发生变化时。

4）当被测物体带孔径、或是三维立体物体时。

5）当需要低畸变率、图像效果亮度几乎完全一致时。

6）当需要检测的缺陷只在同一方向平行照明下才能检测到时。

7）当需要超过检测精度时，如容许误差为1um。

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