工业镜头可调参数机器视觉工业镜头如何选型？|上海羊羽卓进出口贸易有限公司

机器视觉工业镜头如何选型？

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在机器视觉系统开发过程中，工业镜头的选型是一项比较复杂的过程，需要了解镜头的具体用途、使用环境、再经过多方面实验操作才能确定最终的参数。不要在不确定自己实际使用情况下就随便买镜头，有可能就无法发挥镜头成像功能，得不到到清晰图像影响产品检测质量，严重的还有可能导致项目研发失败增加成本。下面巨力方视觉就为大家介绍工业镜头的选型方法。

机器视觉工业镜头如何选型？

一、工作距离、焦距

工作距离和焦距往往结合起来考虑。一般地，可以采用这个思路：先明确系统的分辨率，结合CCD像素尺寸就能知道放大倍率，再结合空间结构约束就能知道大概的物像距离，进一步估算工业相机镜头的焦距。所以工业相机镜头的焦距是和工业相机镜头的工作距离、系统分辨率(及CCD像素尺寸)相关的。不过焦距的选择还有很多需要注意的，如下：

1、定焦距：焦距固定不变，可分为有光圈和无光圈两种。有光圈：镜头光圈的大小可以调节。根据环境光照的变化，应相应调节光圈的大小。无光圈：即定光圈，其通光量是固定不变的。主要用于光源恒定或工业相机自带电子快门的情况。

2、变焦距：焦距可以根据需要进行调整，使被摄物体的图像放大或缩小。常用的变焦镜头为六倍、十倍变焦。三可变镜头：可调焦距、调聚焦、调光圈。二可变镜头：可调焦距、调聚焦、自动光圈。在镜头规格及镜头焦距一定的前提下，CS型接口镜头的视场角将大于C型接口镜头的视场角。

二、像面大小和像质

所选工业相机镜头的像面大小要与相机感光面大小兼容，遵循“大的兼容小的”原则——相机感光面不能超出镜头标示的像面尺寸——否则边缘视场的像质不保。像质的要求主要关注MTF和畸变两项。在测量应用中，尤其应该重视畸变。

三、镜头光圈

镜头按光圈分为手动光圈镜头和自动光圈镜头，选择依据主要根据环境的光线是否稳定，环境稳定的一般选用手动光圈，一次调试OK后即可,反之选用自动光圈镜头(必须配以带有自动光圈镜头插座的工业相机)，这样便可以实现画面亮度的自动调节。对于自动光圈镜头的控制信号又可分为DC及VIDEO控制两种，即直流电压控制及视频信号控制。这在自动光圈镜头的类型选用上，工业相机自动光圈镜头插座的连接方式上，以及选择自动光圈镜头的驱动方式开关上，三者注意协调配合好即可。

四、镜头规格

镜头规格一般分为1/3″、1/2″和2/3″等等。在一定的情况下，镜头焦距与镜头视场角的关系为：镜头焦距越长，其镜头的视场角就越小;在镜头焦距一定的情况下，镜头规格与镜头视场角的关系为：镜头规格越大，其镜头的视场角也越大。在镜头物距一定的情况下，随着镜头焦距的变大，画面范围就越小，但画面细节越来越清晰;而随着镜头规格的增大，画面范围就增大,但其画面细节越来越模糊。

工业镜头的选择要考虑的因素、注意的参数有很多，比如镜头接口、成像景深、波长等等，都需要综合考虑到，这就需要买家和商家沟通配合好，才能选到最合适的产品了。

工业镜头分类

光学镜头是机器视觉系统中不可缺少的部件，直接影响系统成像质量的优劣，影响图像算法的实现和效果。所以选择合适的工业镜头，降低自动化视觉系统的制造成本，才是产业发展的唯一出路。

不同的镜头使用的光学设计也不同，镜头内部构造设计也千差万别，而其成像质量的优劣，则取决于光学设计的水平和镜片材质的好坏。这里我们先不详细介绍镜头好坏到底怎么区分，从购买的角度来说，越贵的镜头素质越高，基本是不变的金科玉律。

镜头的内部构造非常复杂，也是最能反映镜头好坏的部分参数，直接关系到成像质量的优劣。这部分构造一般不可见，主要由结构复杂的多组多枚透镜组成，不同的透镜加工方法、材质均不同。

目前光学镜头规格种类繁多，有时不免让人眼花缭乱。光学镜头从焦距上可分为短焦镜头、中焦镜头，长焦镜头。从视场大小分有广角、标准，远心镜头。从光圈、对焦结构分有固定光圈定焦镜头，手动光圈定焦镜头，自动光圈定焦镜头，手动变焦镜头、自动变焦镜头，自动光圈电动变焦镜头等。

我们这里说的镜头是物理和光学意义上的镜头，是照相机感光元件之前，由透镜组成的光学装置。镜头是相机的眼睛，为了适应不同的项目环境要求，需要根据实际情况配置不同规格的镜头。

从光圈对焦结构上对镜头分类

1、固定光圈定焦镜头

固定光圈镜头，其通光量是固定的。镜头设计相对变焦镜头而言要简单得多，上面只有一个手动调整的对焦调整环，左右旋转该环可以调整 CCD靶面上的图像的清晰度。但是结构上没有光圈调整环，所以不能调整光圈，导致进入镜头的通光量不能通过改变镜头光圈而改变，只能通过改变外界视场的光照度来调整通光量。

比如常用的远心镜头，即无光圈可调，也无对焦可调的。只能通过外部光源、相机曝光时间、增益改变亮度，调整相机、镜头位置控制图像的清晰度。此类镜头都具有结构简单，价格便宜、对焦速度快，成像质量稳定等优点。

2、手动光圈定焦镜头

手动光圈定焦镜头比固定光圈定焦镜头增加了光圈调整环，对焦速度相对比较慢。光圈范围一般从F1.2或F1.4到全关闭，能方便地适应被拍现场的光照度，通过手动的方式调整光圈来进行对焦，这种方式很大程度上面依赖人眼对成像效果的判别。此类镜头具有光照度比较均匀，成像清晰，价格较便宜等特点。

3、自动光圈定焦镜头

在手动光圈定焦镜头的光圈调整环上增加用于调整光圈的微型电机，并从电机驱动电路中引出接口线，接到相机自动光圈接口座上。当进入镜头的光通量发生变化时，CCD靶面上产生的电荷就会发生相应的改变，从而使信号电平也发生变化，产生一个脉冲控制信号，传给自动光圈镜头。镜头内的电机接收到信号后，根据电平信号的方向做相应的正向或反向转动，完成调整光圈大小的工作，从而达到控制镜头光圈的目的。

4、手动光圈变焦镜头

镜头焦距可变的，机构上还有一个焦距调整环，可以在一定范围内手动调整镜头的焦距。其可变比范围一般为2～3倍，焦距变化范围一般为3.6~8mm。实际应用中，可通过手动调节镜头的变焦环，可以方便地选择拍摄物体的特征点。但是如果相机安装位置固定以后，再频繁地手动调整变焦是很不方便的，成像也不一定能达到理想效果。因此，安装固定后，手动变焦镜头的焦距一般很少再次进行调整，仅起定焦镜头的作用。