文章目录1.工业镜头概述一1.1 镜头概述1.2 镜头种类1.3 镜头结构1.4 镜头的成像原理1.5 镜头的对焦环1.6 镜头的光圈环1.7 镜头的后截距1.8 镜头的接口1.8.1 相机和镜头搭配注意事项一1.8.2 镜头的接口-最大兼容图像传感器尺寸1.8.3 镜头的接口1.工业镜头概述一镜头的主要作用是将目标物体的光线汇聚成像到在相机传感器所在的平面上。 镜头的质量直接影响到图像质量从而影响机器视觉系统的整体性能合理地选择和安装镜头是机器视觉系统设计的重要环节。1.1 镜头概述1.2 镜头种类1.3 镜头结构镜头是由镜片组、光阑和固定外壳等部分组成。1.4 镜头的成像原理镜头的成像原理基于凸透镜成像原理通过多片凹凸透镜组把物体发出或者反射的光线成像在像平面上(与芯片面重合)。透镜组是为了矫正畸变、色散、场曲等各种成像不良现象减轻图像的失真问题。通过组合的透镜组把物体发出或者反射的光线成像在像平面上(与芯片面重合) 。透镜组是为了矫正畸变、色散、场曲等各种成像不良现象减轻图像的失真问题。镜头的多组镜片成像可以近似简化为薄透镜成像1.5 镜头的对焦环对焦环用于调整镜头的聚焦面保证镜头清晰成像。 聚焦对系统的影响: 图像不清晰难以呈现很好的图像效果降低系统精度直接影响到机器视觉系统的整体性能增加图像处理难度。1.6 镜头的光圈环光圈环用于调整镜头的通光量。光圈环连接着镜头内部的可控光圈结构。光圈结构是由多个相互重叠的弧形薄金属叶片组成多边形或者圆形的孔状光阑。通过转动光圈调节圈改变控制叶片的离合和孔状光阑的大小进而控制镜头的通光量。类似于人的眼睛故也称为虹膜式光圈。光圈通常用光圈系数(F/#)进行描述。光圈系数越大孔径光阑越小通光量越少。对于存在高振动和冲击的应用场景为避免镜头破坏可以用固定光圈镜头。但是镜头灵活性下降。 而光圈对图片明亮程度的影响同一镜头光圈系数越小孔径光阑越大图片亮度越高。1.7 镜头的后截距法兰距相机接口定位面到像面的距离。机械后截距镜头最后的机械面到像面的距离。光学后截距镜头最后端镜片表面顶点到像面的距离。1.8 镜头的接口工业相机中有各种不同直径或法兰距的相机相应地存在与其匹配的多种镜头。镜头接口相机和镜头的连接处。通常有C口、 CS口、 M42/58/72口和F口等。接口类型与工业镜头性能及质量并无直接关系。1.8.1 相机和镜头搭配注意事项一C和CS接口是最常见的工业相机与镜头的国际标准接口二者均为1英寸-32UN英制螺纹连接口C型接口和CS型接口的螺纹是一样的区别在于C型接口的后截距为17.5mmCS型接口的后截距为12.5mm。通常CS接口用于短焦距镜头如1.5mm/3mm/4mm定焦镜头。这是由于CS接口比C接口的聚焦面距离相机更近为此光线入射芯片表面的角度可以更大。C和CS接口是最常见的工业相机与镜头的国际标准接口二者均为1英寸-32UN英制螺纹连接口C型接口和CS型接口的螺纹是一样的区别在于C型接口的后截距为17.5mmCS型接口的后截距为12.5mm。C型接口的工业相机不能用CS口的镜头。聚焦面与感光面无法重合CS型接口的工业相机可使用C口及CS口的镜头只是使用C口镜头时需要加一个5mm的接圈。S型接口的工业相机可使用S-C口转接环然后使用CS口相机。1.8.2 镜头的接口-最大兼容图像传感器尺寸所有镜头都只能在一定的范围内清晰成像。最大兼容图像传感器尺寸指镜头能够支持的最大清晰成像的范围。在实际选择相机和镜头时要注意所选择的镜头的最大兼容图像传感器尺寸要大于或等于所选择的相机芯片的尺寸。对于小尺寸相机选择小靶面镜头性价比更高。1.8.3 镜头的接口F接口常用于大分辨率面阵相机及线阵相机下图为镜头接口与相机的芯片尺寸匹配