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。
浅析工业相机后焦距如何调节
工业相机的后焦距调节是确保成像质量的重要步骤。后焦距的调整通常与镜头的类型和相机的具体应用有关。以下是对工业相机后焦距调节的浅析：
一、后焦距调节的必要性
出厂设置 ：一般来说，工业相机在出厂时会适当调整后焦距。但在某些应用中，特别是配备电动变焦镜头的应用中，通常需要进一步调整以确保图像清晰1。镜头对焦环限制 ：当镜头对焦环调整到极限位置时，图像可能仍无法清晰。此时，需要调整工业相机的后焦距1。二、调节步骤
镜头安装 ：首先，确保镜头正确安装在工业相机上1。光圈调整 ：尽可能将镜头光圈开大，以缩小景深范围，从而更准确地找到成像焦点1。变焦距调整 ：通过变焦距调整（Zoom In）将镜头推到望远（Tele）状态，拍摄10米以外物体的特写1。通过调整聚焦（Focus）清晰调整特写图像1。反向变焦 ：调整与上一步相反的变焦距离（Zoom Out），将镜头拉回广角（Wide）状态。此时，图片将成为包含特写对象的全景图像，但此时不能进行聚焦调整1。后焦调整 ：松动工业相机前端用于固定后焦调节环的内六角螺钉1。旋转后焦调节环（无后焦调节环的摄像机直接旋转镜头，驱动内置后焦环），直到图片最清晰1。暂时拧紧内六角螺钉1。验证与调整 ：将镜头重新推到望远状态，查看刚才拍摄的特写镜头是否仍然清晰1。如果不清晰，重复上述步骤进行调整，通常焦距调整只需要一到两轮1。最终调整 ：最后，拧紧内六角螺钉，将光圈调整到适当的位置1。三、注意事项
避免移动 ：在对焦时，避免移动相机和被拍摄物体，否则会导致焦距不准确，影响成像质量2。拍摄距离 ：在调整后焦距时，要注意拍摄距离，不要调整过远或过近，以免失焦2。专业工具 ：如有需要，可以使用工业相机对焦仪等专业工具进行调整，以达到更加精确的焦距效果2。四、结论
工业相机的后焦距调节是一个需要细心和耐心的过程。通过合理的调节步骤和注意事项的把握，可以确保相机在不同应用中获得高质量的成像效果。同时，具体调节方法可能因相机型号和镜头特点而有所不同，因此在实际操作中应参考相机和镜头的具体说明。
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