“精准选购，无忧生产——掌握工业镜头选型全要点，打造完美视觉系统！

“精准选购，无忧生产——掌握工业镜头选型全要点，打造完美视觉系统！

在机器视觉系统中，工业镜头的选择一直是一个繁琐的过程。需要了解镜头的具体用途、使用环境，并进行多次实验才能确定最终的参数。如果选择不合适的镜头，可能无法发挥镜头的成像功能，无法获得清晰、高质量的图像，从而影响产品检测的质量。本文将带您了解镜头选择的所有要点。

镜头构成

工业相机的典型镜头可分为两部分：镜头组和光圈。

透镜，单个透镜是光束变换的基本单元。常见的透镜有两种类型：凸透镜和凹透镜。凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用。

在镜头设计中，常常将这两类镜头组合使用，以校正各种像差和畸变，以达到满意的成像效果。光圈，限制进入镜头的光束成分。

让有益的光束进入镜片，而有害的光束则不能进入镜片。光圈可分为三种类型：孔径光阑、视场光阑和杂散光消除光阑。综上所述，镜头和光圈都是镜头重要的光学功能单元。镜头侧重于光束变换（如实现一定的组合焦距、减少像差等），孔径侧重于光束的选择和约束。

镜头主要参数

焦距，即从传感器到相机镜头光线聚焦位置的距离。通常以毫米为单位测量，它传达了有关所捕获图像类型的大量信息。焦距的大小决定了视角的大小。

焦距值小，视角大，观察范围也大；焦距值大则视角小，可视范围小。根据焦距是否可调节，可分为定焦镜头和变焦镜头两类。

光圈，用F表示，是用镜头焦距与通光孔径之比来衡量的。每个镜头都标有最大F数，例如8mm/F1.4表示最大光圈为5.7mm。 F数越小，光圈越大； F数越大，光圈越小。

接口有C、CS、F、V、T2、M42x1、M75x0.75等。

景深，被摄体清晰对焦后，在物体前后一定距离内，图像仍清晰的范围。景深随着镜头光圈值、焦距和拍摄距离的变化而变化。

变焦是通过光学系统中两组（或多组）透镜的相对移动，保证像面位置不移动，改变整个系统的组合焦距，从而使图像放大，成像总是清晰的。

与单组移动调焦不同，单组移动调焦的目的是改变成像面的位置。变焦的目的是改变镜头的焦距，需要稳定的像面。

镜片类型

根据光学倍率和焦距的不同，镜头的类型如下：（机器视觉）

显微镜：体视显微镜、生物显微镜、金相显微镜、测量显微镜；

常规镜头：鱼眼镜头（6-16mm）、超广角镜头（17-21mm）、广角镜头（24-35mm）、标准镜头（45-75mm）、长焦镜头（150-300mm）、超长焦镜头（300mm以上）；

特种镜头：微距、远心、远心、红外、紫外镜头等。

从6方面考虑，告别选型难

波长&变焦：优先考虑镜头是否需要变焦。对于在成像过程中需要改变放大倍率的应用，请使用变焦镜头，否则使用定焦镜头。要确定透镜的工作波长，需要考虑三个问题。

① 是否采取过滤措施？ ②单色光还是多色光？ ③能否有效避免杂散光的影响？综合考虑后，得出透镜的工作波长。

特殊需求优先：明确实际应用的特殊需求。比如是否具有测量功能、是否需要远心镜头、成像景深是否大等。景深往往不被重视，但它是任何成像系统中必不可少的考虑因素。

工作距离和焦距：工作距离和焦距需要一起考虑。首先确定系统分辨率，结合CCD像素大小得到放大倍率，然后结合空间结构约束计算物像距离，进一步估算镜头的焦距。

像面尺寸和图像质量：所选镜头的像面尺寸必须与相机感光面的尺寸兼容。遵循“大与小兼容”的原则。相机的感光面不能超过镜头上标注的像面尺寸，否则边缘视场的图像质量较差。

图像质量应重点关注 MTF 和失真。在测量应用中，应特别考虑失真。

光圈&界面：镜头光圈主要影响像面的亮度。但最终的图像亮度是由很多因素决定的，包括增益、积分时间、光源等。

为了获得目标图像亮度，有很多环节需要一起调整。镜头接口是指镜头与相机之间的连接端口。他们需要匹配。如果它们无法直接匹配，请考虑使用适配器。

成本：考虑以上因素后，如果多个镜头都可以满足要求，那么在选择最佳镜头之前，请考虑成本。