工业镜头

工业镜头一般称为摄像镜头或摄影镜头，简称镜头，其作用就是光学成像。镜头是机器视觉系统中的重要组件，对成像质量有着关键性的作用，它对成像质量的几个最主要指标都有影响，包括：分辨率、对比度、景深及各种像差。镜头不仅种类繁多，而且质量差异也非常大，但一般用户在进行系统设计时往往对镜头的选择重视不够，导致不能得到理想的图像，甚至导致系统开发失败。

工业镜头基本参数
001、视野(FOV)

00图像采集设备所能够覆盖的范围，它可以是在监视器上可以见到的范围，也可以使设备所输出的数字图像所能覆盖的最大范围。

002、最大/最小工作距离(Work Distance)

00从物镜到被检测物体的距离的范围，小于最小工作距离大于最大工作距离系统均不能正确成像。

003、景深(Depth Of Field)

00在某个调焦位置上，景深内的物体都可以清晰成像。

004、畸变

00几何畸变指的是由于镜头方面的原因导致的图像范围内不同位置上的放大率存在的差异。几何畸变主要包括径向畸变和切向畸变。如枕形或桶形失真。

005、镜头接口

00(1)C-MOUNT镜头的标准接口之一，镜头的接口螺纹参数：

00公称直径：1

00螺距：32牙

00(2)CS-Mount是C-Mount的一个变种，区别仅仅在于镜头定位面到图像传感器光敏面的距离的不同，C-Mount是17。5mm，CS-Mount是12。5mm。

00(3)C/CS能够匹配的最大的图像传感器的尺寸不超过1"。

006、成像面

00可以在镜头的像面上清晰成像的物方平面

007、光圈和F值

00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。8etc。

008、焦距

00焦距是像方主面到像方焦点的距离。如16mm，25mm

工业镜头的视角、焦距
00焦距的大小决定着视场角的大小，焦距数值小，视场角大，所观察的范围也大，但距离远的物体分辨不很清楚；焦距数值大，视场角小，观察范围小，只要焦距 选择合适，即便距离很远的物体也可以看得清清楚楚。由于焦距和视场角是一一对应的，一个确定的焦距就意味着一个确定的视场角，所以在选择镜头焦距时，应该 充分考虑是观测细节重要，还是有一个大的观测范围重要，如果要看细节，就选择长焦距镜头；如果看近距离大场面，就选择小焦距的广角镜头。

001．焦距的计算:

00镜头的焦距，视场大小及镜头到被摄取物体的距离的计算如下:

00f＝wL／W

00f:镜头焦距

00w:图象的宽度(被摄物体在ccd靶面上成象宽度)

00W:被摄物体宽度

00L:被摄物体至镜头的距离

00高度可以类比。

002．视场角的计算:

00tg（ ωH/2）＝h/2f = W/L tg（ ωV /2）＝v /2f = H/L

00ωH:水平视场角

00ωV:垂直视场角

00f:镜头的焦距

00h:摄像机靶面的水平宽度

00v:摄像机靶面的垂直高度

00W:最大可见物体宽度的一半

00H:最大可见物体高度的一半

00L:被摄物体至镜头的距离

00垂直视角可以类比。

工业镜头的安装尺寸和接口
00所有的摄象机镜头均是螺纹口的，CCD摄象机的镜头安装有两种工业标准，即C安装座和CS安装座。两者螺纹部分相同，但两者从镜头到感光表面的距离不同。

00C安装座:从镜头安装基准面到焦点的距离是17．526mm。

00C S安装座:特种C安装，此时应将摄象机前部的垫圈取下再安装镜头。其镜头安装基准面到焦点的距离是12．5mm。如果要将一个C安装座镜头安装到一个C S安装座摄象机上时，则需要加装一个5mm厚的接圈。

00镜头的尺寸

00以摄象机镜头尺寸分镜头可以分为1英寸、2／3英寸、1／2英寸、1／3英寸、1／4英寸、1／5英寸等规格，下面是一个简单的芯片尺寸规格表:

00摄像机镜头规格应视摄象机的C C D尺寸而定，两者应相对应。大概:

00★ 摄像机的C C D靶面大小为1／2英寸时，镜头应选1／2英寸。

00★ 摄像机的C CD靶面大小为1／3英寸时，镜头应选1／3英寸。

00★ 摄像机的C C D靶面大小为1／4英寸时，镜头应选1／4英寸。

00如果镜头尺寸比摄像机C C D靶面尺寸大时，将使图像视野比镜头视野小，即不能很好地利用镜头的视野；如果镜头尺寸比摄像机C C D靶面尺寸小时，将发生“隧道效应”，即图像有圆形的黑框，像在隧道里拍的一样。

00监控相机一般都比较小，甚至小于1/3英寸；工业相机稍微大一些，一般1/2英寸到1英寸不等；传统的135相机底片比当前的一般感光芯片都 大，36mm×24mm（1.4英寸×0.9英寸），画面对角线长度为43mm（1.7英寸），即是1.7英寸的，120中幅相机，其感光面尺寸有三 种:45×60mm、60×60mm和90×60mm，可见画幅更大。