视觉检测基础分享篇——360度工业镜头

工业镜头是机器视觉检测系统中不可或缺的一环。随着科技的不断发展，应用也愈发广阔。镜头种类繁多，今天主要给介绍一款可以进行全方位检测的特殊镜头——360度工业镜头。

360°工业镜头特点

1、视角广阔：只需使用单个镜头就可以完成产品的全景拍摄，提升检测效率。

2、成像清晰度更高，能够真实的还原产品图像，提高软件检测精度；

3、检测更稳定，能够进行多面成像物体检测。

360°镜头工作原理

在检测过程中，通过镜头的旋转完成对物体的全面检测，通常采用鱼眼镜头或全景镜头，可以完成对一个球形场景的拍摄。在检测过程中，通过拖动照片中心进行视角的移动，完成对全场景的拍摄。在部分360°镜头中使用的3D镜头，还能完成三维立体的检测。

360°镜头使用场景

360°镜头在工业中的使用非常广泛，被广泛的应用于各种需要进行全方位检测的场景中。如对产品内壁进行检测，筛选出隐藏在产品内部的划伤、脏污等缺陷。

360°镜头分类

根据使用场景和适用领域的不同，360°工业镜头分为两种，分别是：外壁检测镜头和内壁检测镜头。

外壁检测镜头

主要适用于瓶盖、螺丝、电池等小件物体的缺陷外观检测，但是在检测过程中容易产生图像畸变，所以只能进行外观检测，不能进行尺寸测量。

在针对小件物体进行检测过程中，采用一个工业镜头搭配一台相机，从待检物体的上方进行拍摄，将物体环外侧信息通过折反射的原理，在一张图片上成圆冠状成像，简化视觉系统。

内壁检测镜头

主要用于检测具有空腔的物体内壁表面，包括瓶盖、水杯、螺丝等物体，通过使用360°内壁镜头可以从外壁进行检测，避免将镜头至于产品内部可能对待检物体造成的二次伤害。

工业镜头种类繁多，没有通用的打光方案和镜头使用指南，需要根据客户需求进行调整。在出具方案之前，需要先了解不同型号光源的区别和打光效果、使用场景，掌握之后，打光过程才能水到渠成。更多相机、镜头、光源选型技巧，欢迎私信咨询。

科普篇 工业检测镜头介绍

镜头作为工业相机的眼睛，是机器视觉系统中的一个关键组件,将目标物体的图像聚焦在相机的光敏器件上。系统所处理的所有图像信息均需要通过镜头得到，镜头的质量和选型直接影响到视觉系统的整体性能。

工业镜头成像原理

镜头等同于针孔成像中针孔的作用，不同之处在于，一方面镜头的透光孔径比针孔大很多倍，能在同等时间内接纳更多的光线，使相机能在毫秒到秒级获得适当的曝光；另一方面，镜头能够聚集光束，可以在相机胶片上产生比针孔成像效果更为清晰的影像。

工业镜头构成

工业镜头主要参数

1、焦距

指从镜头的中心点到胶平面上所形成的清晰影像之间的距离。镜头焦距的大小决定视场角的大小、拍摄距离、成像范围和景深，常用焦距有8、12、16、25、35、50等。

2、光圈

一个用来控制光线透过镜头，进入相机感光面光量的装置，可以通过加入多边形或圆形，且面积可变的孔径光栅来控制镜头的通光量。

3、分辨率

指镜头可清晰分辨被拍摄物体细节的能力,在像平面以每毫米里面能够分辨黑白对线的数量为计量单位，分辨率越高的镜头成像越清晰。

4、放大倍数

指图像大小与物体大小之比，CCD/FOV,即芯片尺寸除以视野范围。

5、最小工作距离

镜头能够对焦清晰的最小工作距离。

6、景深

在被摄物体聚焦清晰后，位于调焦平面前后一定距离内还能够清晰成像的纵深距离称为景深。景深随镜头的光圈值、焦距、拍摄距离而变化，与光圈、焦距成反比，与距离拍摄体成正比。

7、视野范围

相机实际拍到区域的尺寸。

8、数值孔径

数值孔径与与分辨率和放大率成正比，数值孔径越大,分辨率越高。

9、后背焦

指相机接口平面到芯片的距离。在线扫描镜头或者大面阵相机的镜头选型时,后倍焦是一个非常重要的参数,直接影响镜头的配置。

10、接口

镜头与相机的连接方式。常用的包括C、CS、F、V、T2、Leica、M42x1、M75x0.75等。

11、畸变

畸变是镜头在成像时，特别是用短焦镜头拍摄大视场，图像产生的形变。拍摄场景越大，所用镜头焦距越短，畸变程度越明显。

工业镜头分类

1、以焦距分

短焦距镜头：入射角较款，视景宽阔。

中焦距镜头：标准镜头，50mm。

长焦距镜头：入射角较窄，适于远距离监视电动变焦距镜头：通过遥控装置进行光对焦，光圈开度改变焦距。

2、以放大倍率是否固定分

远心镜头：在一定物距范围内得到的图像放大倍率不会变化。

非远心镜头：普通FA镜头。

3、以视场分

标准镜头：视角30度左右，焦距长度接近相机画幅对角长度的镜头。

广角与超广角镜头：视角55度以上，标准镜头<焦距<视角。

变焦镜头：成像清晰的前提下，通过镜头焦距的变化改变视场大小。

鱼眼镜头、反射式镜头、微距镜头、针孔镜头等。

4、以远心类型分

双远心工业镜头、像方远心镜头和物方远心镜头。

5、以接口分

常用包括接口C、CS、F 、V、T2、徕卡、M42、M50等。

工业镜头选型参考

1、 镜头可支持的最大CCD尺寸 应大于等于选配相机CCD芯片尺寸。

2、焦距 的选择，通过相机CCD尺寸、工作距离和视野,计算出所需镜头焦距，并选择视野范围比观测范围稍大的镜头。

3、 镜头光圈 的选择，光圈大小决定图像的亮度,在拍摄高速运动物体、曝光时间很短的应用中,应该选用大光圈镜头,以提高图像亮度。

4、远心镜头 的选择，远心镜头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。

5、 确定C接口/CS接口 ，C接口距离17.5mm，CS接口12.5mm，避免无法合焦。

6、 根据感光器件 大小选择镜头，如2/3寸感光芯片要选择对应成像的镜头，否则容易出现暗角。

7、景深与光环境配合 ，光线充足，配备光源照射的可以选用小光圈，加大景深，提高拍摄清晰度，光线不足的选择大光圈或采用高感光度的感光芯片。

视觉工业检测系统已经在工业生产中必不可少，其中工业相机镜头对于捕捉产品的瑕疵缺陷是很重要的环节也是非常重要的元器件，系统若想完全发挥其功能,镜头必须要能够满足要求才行。

“芯算一体”能够深度理解客户需求，结合多年行业经验，从多方面综合考虑选择合适的相机镜头，使整个系统能够完美高效的运行。

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