机器视觉之工业镜头的概念及分类
机器视觉(相机、镜头、光源 )全面概括
机器视觉（相机、镜头、光源）全面概括分类：机器视觉2013-08-19 10:52 1133人阅读评论(0) 收藏举报机器视觉工业相机光源镜头1.1.1视觉系统原理描述机器视觉就是用机器代替人眼来做测量和判断。
机器视觉系统是指通过机器视觉产品（即图像摄取装置，分CMOS 和CCD 两种）将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号；图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。
2.1.1视觉系统组成部分视觉系统主要由以下部分组成1.照明光源2.镜头3.工业摄像机4.图像采集/处理卡5.图像处理系统6.其它外部设备2.1.1.1相机篇详细介绍：工业相机又俗称摄像机，相比于传统的民用相机（摄像机）而言，它具有高的图像稳定性、高传输能力和高抗干扰能力等，目前市面上工业相机大多是基于CCD（ChargeCoupled Device）或CMOS（Complementary Metal OxideSemiconductor）芯片的相机。
CCD是目前机器视觉最为常用的图像传感器。
它集光电转换及电荷存贮、电荷转移、信号读取于一体，是典型的固体成像器件。
CCD的突出特点是以电荷作为信号，而不同于其它器件是以电流或者电压为信号。
这类成像器件通过光电转换形成电荷包，而后在驱动脉冲的作用下转移、放大输出图像信号。
典型的CCD相机由光学镜头、时序及同步信号发生器、垂直驱动器、模拟/数字信号处理电路组成。
CCD作为一种功能器件，与真空管相比，具有无灼伤、无滞后、低电压工作、低功耗等优点。
CMOS图像传感器的开发最早出现在20世纪70 年代初，90 年代初期，随着超大规模集成电路(VLSI) 制造工艺技术的发展，CMOS图像传感器得到迅速发展。
CMOS图像传感器将光敏元阵列、图像信号放大器、信号读取电路、模数转换电路、图像信号处理器及控制器集成在一块芯片上，还具有局部像素的编程随机访问的优点。
工业相机的基础知识
工业相机的基础知识一、概述工业相机（Industrial Camera）又称机器视觉相机（Machine Vision Camera），是一种特殊用途的相机，主要应用于工业生产过程中的自动化视觉检测和控制领域。
相比于普通的消费级相机，工业相机具有更高的精度、更快的速度和更强的稳定性，可以满足工业领域对于快速、精确、长时间运行的要求。
二、工业相机的构成1.图像传感器（Image Sensor）图像传感器是工业相机最关键的部件之一，它负责将光学成像转化为电信号。
常用的图像传感器包括CCD（Charge-Coupled Device）和CMOS（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）两种。
CCD传感器具有高灵敏度、低噪声和高动态范围等优点，适用于对图像质量要求较高的应用；而CMOS传感器具有低功耗、低成本和集成度高等优点，适用于对成本和集成度有要求的应用。
2.图像采集板（Image Capture Board）图像采集板是工业相机与计算机之间的桥梁，它负责将图像传感器采集到的图像数据通过传输介质（如USB、GigE、CameraLink等）传输到计算机上进行处理。
图像采集板通常包含了图像采集芯片、接口和一些额外的硬件模块，以实现图像数据的传输和处理功能。
3.镜头（Lens）镜头是工业相机光学系统中的一个关键组件，它负责将目标物体的光学信息聚焦到图像传感器上。
根据应用需求的不同，可以选择不同类型的镜头，包括定焦镜头、变焦镜头和特殊用途镜头等。
定焦镜头适用于需要固定焦距的应用；变焦镜头可以根据需要调整焦距，适用于视野范围变化较大的应用；特殊用途镜头（如鱼眼镜头、微观镜头等）则适用于特殊的视觉应用。
4.光源（Light Source）光源是工业相机成像的必备条件之一，它提供了待检测物体的照明条件。
常用的光源有白光、红外光、激光等，根据不同的应用需求选择合适的光源类型和亮度。
机器视觉中用的工业相机与普通相机的区别
机器视觉中用的工业相机与普通相机的区
别
机器视觉系统就是利用机器代替人眼来作各种测量和判断。
机器视觉相机的目的是将通过镜头投影到传感器的图像传送到能够储存、分析和(或者)显示的机器设备上。
作为机器的“眼睛”,相机占据非常重要的地位。
按照不同标准可分为标准分辨率数字相机和模拟相机等。
根据不同的实际应用场合选不同的相机和高分辨率相机线扫描CCD和面阵CCD;单色相机和彩色相机。
那么工业相机和我们日常生活中用的普通相机有什么区别呢?
1、工业相机的快门时间非常短,可以抓拍快速运动的物体,工业相机的快门时间般都是微秒级的,配合光源、频闪控制器以及全屏曝光,可以有效解决拖影等问题。
2、工业相机的拍摄速度远远高于一般相机。
工业相机每秒可以拍摄十幅到几百幅甚至更多的图片,而一般相机只能拍摄2-3幅图像,相差甚远。
3、工业相机的图像传感器是逐行扫描的,而一般摄像机的图像传感器是隔行扫描的,甚至是隔三行扫描的。
逐行扫描的图像传感器生产比较困难,成品率低,出货量也少,例如Dalsa、avt等,价格相对比较昂贵。
4、工业相机输出的是裸数据,其光谱范围也往往比较宽,比较适台进行高质量的图像处理算法,普遍应用于机器视觉系统中。
而一般相机(DSC)拍摄的图片,其光谱范围只适合人眼视觉,并且经过了MPEG压缩,图像质量也较差。
由于工业相机区别于普通相机的技术优势,工业相机更多的应用到各大领域中。
机器视觉技术与应用实战-FA镜头和远心镜头
芯镜头
《机器视觉技术与应用实战》
FA镜头参数介绍
下表是一款500万分辨率镜头参数说明，可以支持2/3以下传感器芯片尺寸的相机。
《机器视觉技术与应用实战》
镜头的辅助器件
1 扩焦镜：安装在镜头和相机之间，改变焦距，但是物距不变。
《机器视觉技术与应用实战》
镜头的辅助器件
2 近摄接圈：安装在镜头和相机之间，可单独或者组合使用，是近距离成像的有效辅助配件。
FA镜头一般有定焦镜头和变焦镜头，定焦镜头有对焦调节环和光圈调节环，变焦镜头则会多一个变焦调 节环如下图
《机器视觉技术与应用实战》
FA镜头的选型
选择FA镜头需要考虑以下几点，FA镜头能否满足技术要求 工作距离 景深 视野 分辨率 畸变 FA镜头能否满足技术要求 1）被测量物体是否在同一个测量平面，不在同一平面放大倍率是不同的。 2）FA镜头畸变小于1%是否影响检测结果 3）视差也就是当物距变大时，FA镜头对物体的放大倍数也会改变； 4）FA镜头镜头的解析度能不能满足要求； 5）由于视觉光源的几何特性，而造成的图像边缘位置的不确定性。不适当光源干扰下造成边界的确定性
《机器视觉技术与应用实战》
《机器视觉技术与应用实战》
（4） 镜头的视野 视野 (Field of view)：简称FOV,或者叫视场角，图像采集设备所能够覆盖的范围，即和靶面上的图像所对应 的物平面的尺寸；前面介绍过它和工作距离，镜头焦距和相机传感器芯片尺寸有关。相机标定和视觉精度也 需要视野的准确尺寸。
什么是工业镜头？工业镜头应用领域有哪些？
什么是工业镜头？工业镜头应用领域有哪些？什么是工业镜头？工业镜头，顾名思义，就是专为工业应用而设计的镜头。
它们通常具有高分辨率、低畸变、低色散和高耐用性等特点，在工业领域中应用广泛。
下面，我们一起来具体了解工业镜头的应用领域。
工业镜头应用领域有哪些？工业镜头具有高性能、高稳定性和耐用性等特点，能够满足工业应用对于图像质量和可靠性的严格要求。
工业镜头在工业领域中被广泛应用于图像监测、质量检测和自动化控制等任务。
1.机器视觉领域工业镜头在机器视觉领域的应用非常广泛，它们常用于产品质量检测、尺寸测量、表面缺陷检测以及条形码和二维码识别等。
在自动化生产线上，通过使用工业镜头来获取产品图像，并结合图像处理软件进行识别和分析，可以实现自动化的品质控制和生产监测等。
2.视频监控领域工业镜头在安防领域的视频监控系统中发挥着重要作用。
它们具有广角、变焦和自动对焦等功能，可以实现全方位、高清晰度的视频监控，在保安、交通监管和城市管理等方面提供可靠的视觉支持。
比如：城市公安、银行、学校、商场、工厂等场所的视频监控设备都会使用工业镜头，交通流量监控、车牌识别等一系列的智能交通系统也都需要用到工业镜头。
3.工业检测领域工业镜头在工业检测领域，尤其是在无损检测中被广泛使用，例如对金属、塑料和玻璃等材料的缺陷检测，对食品和药品进行自动化检查，对产品的外形、尺寸、颜色等进行精确检测。
通过使用高分辨率、高对比度和低畸变的工业镜头，可以更好地捕捉和分析产品的表面和内部缺陷，以保证产品质量。
4.医疗影像领域工业镜头也应用于医疗影像领域，例如，内窥镜、显微镜、CT、X光机等都需要使用工业镜头。
工业镜头具有高清晰度、高对比度和良好的低光性能，能够提供清晰的图像，协助医生进行精确定位和手术操作。
此外，工业镜头在无人驾驶、无人机巡航、雷达系统等军事领域也有重要应用；在航天的空间遥感等领域也有应用；科研领域的实验设备如光学显微镜等也需要使用工业镜头进行研究。
工业镜头的几种接口介绍
工业镜头的几种接口介绍工业镜头的几种接口介绍据工业CCD相机厂家介绍，工业检测镜头是机器视觉系统中必不可少的部件，按焦距可分为短焦镜头、中焦镜头，长焦镜头；按视场大分为广角、标准，远摄镜头；按结构分为固定光圈定焦镜头，手动光圈定焦镜头，自动光圈定焦镜头，手动光圈定焦镜头、自动变焦镜头，自动光圈电动变焦镜头，电动三可变镜头等。
按接口类型可分为C接口镜头、CS接口镜头、U接口镜头和特殊接口镜头。
1、C接口镜头C接口工业检测镜头法兰焦距是安装法兰到入射镜头平行光的汇聚点之间的距离。
法兰焦距为17.526mm或0.690in。
安装罗纹为：直径1in，32牙.in。
镜头可以用在长度为0.512in(13mm)以内的线阵传感器。
但是，由于几何变形和市场角特性，必须鉴别短焦镜头是否合用。
如焦距为12.6mm的镜头不应该用长度大于6.5mm的线阵。
如果利用法兰焦距尺寸确定了镜头到列阵的距离，则对于物方放大倍数小于20倍时需增加镜头接圈。
接圈加在镜头后面，以增加镜头到像的距离，以为多数镜头的聚焦范围位5-10％。
镜头接长距离为焦距/物方放大倍数。
加一个5mm接圈，一个C接口镜头可以接CS接口的相机。
2、CS接口镜头CS接口镜头可以直接接在CS接口的相机上，但是即CS mount 镜头不能与C mount相机一起使用。
3、U接口镜头U接口镜头为一种可变焦距的镜头，其法兰焦距为47.526mm或1.7913in，安装罗纹为M42×1。
主要设计作35mm照片应用，可用于任何长度小于1.25in(38.1mm)的列阵。
工业镜头是机器视觉系统中的重要组件，其功能就是光学成像，所以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，其中包括：镜头分辨率、镜头对比度、镜头景深及各种像差，镜头MTF参数。
工业镜头不仅种类繁多，而且质量差异也非常大，但一般用户在进行机器视觉系统设计时往往对工业镜头的重视不够，导致得不到理想的图像，从而导致视觉系统开发的失败。
机器视觉中用工业镜头与工业相机CCD选型指导手册道
机器视觉中用工业镜头与工业相机CCD选型指导手册道镜头的参数指标光学镜头一般称为摄像镜头或摄影镜头，简称镜头，其功能就是光学成像。
在机器视觉系统中，镜头的主要作用是将成像目标聚焦在图像传感器的光敏面上。
镜头的质量直接影响到机器视觉系统的整体性能;合理选择并安装光学镜头，是机器视觉系统设计的重要环节。
1.镜头的相关参数1焦距焦距是光学镜头的重要参数，通常用 f 来表示。
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。
2光阑系数即光通量，用 F 表示，以镜头焦距 f 和通光孔径 D 的比值来衡量。
每个镜头上都标有最大 F 值，例如6mm/F1.4 代表最大孔径为 4.29 毫米。
光通量与 F 值的平方成反比关系，F 值越小，光通量越大。
镜头上光圈指数序列的标值为 1.4，2，2.8，4，5.6，8，11，16，22 等，其规律是前一个标值时的曝光量正好是后一个标值对应曝光量的 2 倍。
也就是说镜头的通光孔径分别是 1/1.4，1/2，1/2.8，1/4，1/5.6，1/8，1/11，1/16，1/22，前一数值是后一数值的根号 2 倍，因此光圈指数越小，则通光孔径越大，成像靶面上的照度也就越大。
3景深摄影时向某景物调焦，在该景物的前后形成一个清晰区，这个清晰区称为全景深，简称景深。
决定景深的三个基本因素: 光圈光圈大小与景深成反比，光圈越大，景深越小。
焦距焦距长短与景深成反比，焦距越大，景深越小。
物距物距大小与景深成正比，物距越大，景深越大。
常见工业镜头相关介绍
工业镜头基础知识整理1.为什么需要镜头？镜头等同于针孔成像中针孔的作用，所不同的是，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，使相机能在很短时间内（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；2.镜头的组成机器视觉常用定焦镜头，并且都是手动调整光圈，一般不允许自动调整光圈，镜头上有调焦和调光圈两个环，为了防止误碰动，工业镜头的两个环都有锁定螺丝。
注意调焦环不是用来调整焦距，而是调整像距，保证清晰图像落在焦平面上3.工业镜头的接口物镜的接口有三种国际标准：F接口、C接口和CS接口。
F接口是通用型接口，一般适用于焦距大于25mm的镜头，当物镜的焦距小于25mm时，物镜的尺寸不大，一般采用C 型或CS型接口。
C和CS型接口的区别：C与CS型接口的区别在于镜头与相机接触面（基准面）至相机焦平面（摄像机CCD光电感应器所处位置）的距离，即法兰距不同，C型接口法兰距为17,562mm，CS型接口法兰距为12.5mm。
C型接口镜头与CS型相机之间增加一个5mm的C/CS转接环可以配合使用，CS型接口与C型接口相机无法配合使用。
4.工业镜头的基本参数视场：Field of View，即FOV，也叫视野范围，指可以观测到的物体的可视范围。
工作距离：Working Distance，即WD，指从镜头前部到受检物体表面的距离，在该距离下镜头可以清晰成像。
分辨率：Resolution，指镜头可清晰分辨被拍摄物体细节的能力，在像平面1mm内可以分辨开的黑白相间的线条对数，分辨率的单位是“线对/毫米”（lp/mm）。
一般说的百万象素级的镜头,分辨率为100线对/mm。
景深：Depth of View，在景物空间中，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，也就是在实际像平面上获得相对清晰影像的景物精简深度范围。
焦距：Focal Length，焦距是从镜头的中心点到焦平面上所形成的清晰影像之间的距离，焦距数值小，视角大，所观察到的范围也大，但距离远的物体成像不是很清晰，焦距数值大，视角小，观察范围小，但距离较远的物体也可以清晰成像，有定焦和变焦两种镜头型号。
机器视觉(1)
第二节 工业相机
一、工业相机的基本概念（1）
传感器的尺寸
图像传感器感光区域的面积大小。这个尺寸直接 决定了整个系统的物理放大率。如：1/3“、1/2” 等。绝大多数模拟相机的传感器的长宽比例是4： 3 (H：V)，数字相机的长宽比例则包括多种：1： 1，16：9，3：2 etc。
机器视觉中的图像采集技术硬件基础知识
机器视觉中的图像采集技术硬件基础知识
第一节 工业镜头
二、镜头的分类（3）
按照用途分
微距镜头（或者成为显微镜头） 用于拍摄较小的目标具有很大的放大比
远心镜头 包括物方远心镜头和像方远心镜头以及双边远心镜头。
机器视觉中的图像采集技术硬件基础知识
第一节 工业镜头
二、镜头的分类（4）
关于远心镜头
远心指的是一种光学的设计模式：系统的出瞳和入瞳的位置 在无限远处。
MTF能够同时表征系统重现物方空间的几何和灰度细 节能力，是衡量成像系统性能的最佳方式。 对于一个实际的成像系统，细节密集地方的对比度要 小于细节稀疏位置的对比度
成像系统中的每个环节都对系统最终的MTF产生影像， 包括滤色片，镜头，图像传感器，后期处理电路等等。
机器视觉中的图像采集技术硬件基础知识
实际焦距×43mm 镜头成像圆的直径
机器视觉中的图像采集技术硬件基础知识
第一节 工业镜头
二、镜头的分类（2）
按照功能分
变焦距镜头 镜头的焦距可以调节，镜头的视角，视野可变
定焦距镜头 镜头的焦距不能调节，镜头视角固定。聚焦位置和光圈可以 调节
定光圈镜头 光圈不能调节，通常情况下聚焦也不能调节。
美制 RS – 170 Norm
欧制 CCIR - Norm
640 480 480
机器视觉镜头的选型和分类方法
机器视觉镜头的选型和分类方法机器视觉镜头是一种设计用于机器视觉系统的镜头，也称为工业相机镜头。
机器视觉系统通常由工业相机、镜头、光源以及图像处理软件等部分组成，用于自动进行图像采集、处理和分析，从而在非接触情况下自动判断工件的质量或完成精确位置的测量，常用于高精度测量、自动化装配、无损检测、瑕疵检测、机器人导航等众多领域。
1.机器视觉镜头选型要考虑哪些？机器视觉镜头在选型时需要综合考虑多种因素，才能找到最适合自己的镜头，以下几个因素是常见的考虑要素：①视场（FOV）和工作距离（WD）。
视场和工作距离决定了你可以看到多大的物体和镜头到物体的距离。
②适配的相机类型和传感器大小。
选择的镜头必须与你的相机接口匹配，并且镜头的像面曲径要大于或等于传感器的对角线距离。
③透射光束入射光束。
需要明确你的应用是否需要低畸变、高解析度、大深度或者大孔径等镜头配置。
④物体尺寸和分辨能力。
你要检测的物品有多大、需要多细的分辨率，这些需要明确，决定你需要多大的视场和多少像素的相机。
⑤环境条件。
如果对环境有特殊的需求，比如防震、防尘或防水等，需要选择能够满足这些需求的镜头。
⑥成本预算。
你能承受的成本是什么样的，这会影响到你最终选择的镜头品牌和型号。
2.机器视觉镜头的分类方法镜头的选型需要考虑多种因素，机器视觉镜头根据不同的标准也可以分为不同的类型：①根据焦距类型，可分为：定焦镜头（焦距固定不可调节）、变焦镜头（焦距可调节，操作灵活）。
②根据光圈类型，可分为：手动光圈镜头（光圈需要手动调节）、自动光圈镜头（镜头能根据环境光线自动调节光圈）。
③根据成像分辨率需求，可分为：标准分辨率镜头（适用于普通监控、质量检验等一般的成像需求）、高分辨率镜头（适用于精密检测、高速成像等对分辨率要求较高的应用）。
④根据传感器尺寸，可分为：小传感器格式镜头（适用于1/4"、1/3"、1/2"等小型传感器）、中传感器格式镜头（适用于2/3"、1"等中型传感器）、大传感器格式镜头（适用于35mm 全画幅或更大尺寸的传感器）。
机器视觉光学镜头的简介及分类
机器视觉光学镜头的简介及分类
镜头对于机器视觉系统来说具有非常重要的作用，其功能就是光学成像，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。
由此可见，镜头的选择对成像质量有着关键性的作用。
现在，西安易菲特视觉系统为大家简单的介绍下机器视觉光学镜头的分类：
根据焦距能否调节，可分为定焦距镜头和变焦距镜头两大类。
依据焦距的长短，定焦距镜头又可分为鱼眼镜头、短焦镜头、标准镜头、长焦镜头、超长焦五大类。
而变焦镜头又可分为手动变焦和电动变焦两大类。
根据有效像场的大小划分，分为最大像场和清晰像场。
照相机或摄影机的靶面一般都位于清晰像场之内，这一限定范围称为有效像场。
根据用途的特殊性划分，分为显微镜头、微距镜头、远心镜头、紫外镜头和红外镜头。
显微镜头一般是成像比例大于10:1的拍摄系统所用，微距镜头一般是成像比例为2:1～1:4的范围内的特殊设计的镜头，远心镜头主要是为纠正传统镜头的视差而特殊设计的镜头，紫外镜头和红外镜头是专门针对紫外线和红外线进行设计的镜头。
而根据镜头接口类型划分，工业摄像机常用的镜头包括C接口、CS接口、F接口、V 接口、T2接口、徕卡接口、M42接口、M50接口等。
以上就是机器视觉光学镜头的简介和分类，很多人都不太注意镜头的选择，从而导致一系列问题的出现，希望大家能够重视光学镜头的选择。
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机器视觉之工业镜头的参数名词解释
深圳稻草人自动化培训联为智能教育工业镜头的参数名词解释景深：当某一物体聚焦清晰时，从该物体前面的某一段距离到其后面的某一段距离内的所有景物也是清晰的。
焦点相当清晰的这段从前到后的距离就叫做景深。
景深分为前景深和后景深，后景深大于前景深。
景深越深，那么离焦点远的景物也能够清晰，而景深浅，离焦点远的景物就模糊。
焦距：从光学原理来讲焦距就是从焦点到透镜中心的距离。
对于镜头来说，焦距有着非常重要的意义。
焦距长短与成像大小成正比，焦距越长成像越大，焦距越短成像越小。
镜头焦距长短与视角大小成反比，焦距越长视角越小，焦距越短视角越大。
焦距长短与景深成反比，焦距越长景深越小，焦距越短景深越大。
焦距长短与透视感的强弱成反比，焦距越长透视感越弱，焦距越短透视感越强。
焦距长短与反差成反比，焦距越长反差越小，焦距越短反差越大。
对焦距离：对焦距离越远景深越深，对焦距离越近景深越浅。
因此在拍摄远景时应该选择较大对焦距离的镜头，而在拍摄近景时则应该使用较小对焦距离的产品。
镜头对焦距离是用cm（厘米）表示的，可谓一目了然。
视角：镜头中心点到成像平面对角线两端所形成的夹角就是镜头视角，对于相同的成像面积，镜头焦距越短，其视角就越大。
对于镜头来说，视角主要是指它可以实现的视角范围，当焦距变短时视角就变大了，可以拍出更宽的范围，但这样会影响较远拍摄对象的清晰度。
当焦距变长时，视角就变小了，可以使较远的物体变得清晰，但是能够拍摄的宽度范围就变窄了。
放大倍率：放大倍率指的是通过镜头的调整能够改变拍摄对象原本成像面积的大小。
虽然叫做放大倍率，但是有的镜头则可能起到缩小的作用。
如果产品标识为1:4，则表示通过该款镜头，最多可以放大4倍。
光圈叶片数：相机镜头光圈的大小是通过镜头内叶片的变化来调整的。
光圈叶片数就是指镜头内用来调整光圈的叶片数量。
一般来说，数量越多，在光圈的调整时也就能实现更高的精度，目前6～9片是比较常见的。
光圈：光圈是一个用来控制光线透过镜头，进入机身内感光面的光量的装置，它通常是在镜头内。
FA工业镜头机器视觉镜头-专业术语详解
F-mount: FB:46.5mm M72-Mount: FB 厂家各有不同 十二、视野 (FOV) 视野指使用照相机以后看到的物体侧的范围 照相机有效区域的纵向长度（V）/光学倍率（M）＝ 视野（V） 照相机有效区域的横向长度（H）/光学倍率（M）＝ 视野（H）
实际边长的歪曲形状与理想的形状的百分比算出的值。
三、光学倍率
四、监视放大
计算方法： 例：VS-MS1＋10x镜头 1/2” CCD 照相机, 14”监视器上的 成像 0.1mm的物体在监视器得到的是44.45mm的成像 ※有时根据TV监视器的扫描状态，以上的简易计算将有一 些变化。
五、解析度 表示了所能见到了2点的间隔0.61x 使用波长(λ)/ NA= 解析度(μ) 以上的计算方法理论上可以计算出解析度，但不包括 失真。 ※使用波长为550nm 六、解像力
二十三、 MTF 及解析度
MTF（Modulation Transfer Function) 是指物体表面的浓 淡变化，成像侧也被再现出来。表示镜头的成像性能，成 像再现物体的对比度的程度。测试对比性能，用的是具有 特定空间周波数的黑白间隔测试。空间周波数是指１mm 的距离浓淡变化
图1所示，黑白矩阵波，黑白的对比度为100%.这个对象 被镜头摄影后，成像的对比度的变化被定量化。
十八、边缘亮度
相对照度是指中央的照度与周边的照度的百分比。
十九、远心镜头s
主光线与镜头光源平行的镜头。有物体侧的远心，成像侧 的远心，两侧的远心行头等方式。
二十、远心
Telecentricity是指物体的倍率误差。倍率误差越小， Telecentricity越高。Telecentricity有各种不同的用途，在 镜头使用前，把握Telecentricity很重要。
机器工业镜头分类有哪些？
上海嘉肯光电科技有限公司:机器视觉光源的研发 机器工业镜头分类有哪些？工业镜头的功能主要就是光学成像，工业镜头是机器视觉系统中必不可少的组件，对成像质量有着关键性的作用。
成像质量的主要指标包括：分辨率、对比度、景深及各种像差，工业镜头不仅种类繁多，而且质量差异也非常大。
选择工业镜头需要考虑到通用性、兼容性和标配性，其接口类型比较少。
不像民用镜头那样，不同厂商，镜头接口也基本上是五花八门的，相互兼容性比较差。
工业镜头种类繁多，可按焦距、按视场、按结构进行分类区别。
下面则根据工业镜头和工业相机之间的不同接口类型进行整理分类。
工业相机常用的包括C接口、CS接口、F接口、V接口、T2接口、M42接口、M50接口等。
接口类型的不同和工业镜头性能及质量并无直接关系，只是接口方式的不同，一般可以也找到各种常用接口之间的转接口。
根据接口类型，对常用的接口进行介绍：包括C接口镜头、CS接口镜头、U接口镜头和特殊接口镜头。
C型镜头上海嘉肯光电科技有限公司:机器视觉光源的研发 目前机器视觉领域使用最多的接口类型，即C口镜头（C-Mount），后口为25mm直径的螺丝口接口，像面尺寸：2/3 / 1/2 英寸，高清镀膜，玻璃镜片，金属外壳，光圈无档位变换，有光圈值标示和聚焦值标示，光圈能够全开与全关。
CS型镜头是C接口的缩短类型。
标准的C接口法兰焦距为17.526mm，而CS接口的法兰焦距为12.5mm。
同时相机的接口也有C与CS之分。
一般来说，C接口的镜头只能用于C接口的相机，CS接口的镜头应用于CS接口的相机。
U型镜头一种可变焦距的镜头，其法兰焦距为47.526mm或1.7913in，安装罗纹为M42×1。
主要设计作35mm照片应用（如国产和进口的各种135相机镜头），可用于任何长度小于1.25in(38.1mm)的列阵，但是建议不要用短焦距镜头。
上海嘉肯光电科技有限公司是一家专业从事机器视觉光源的研发、生产和销售为一体的高新技术企业。
工业相机分类
工业相机分类工业相机是一种用于机器视觉应用的相机，它由传感器和图像处理硬件组成。
它可以捕捉高分辨率图像并将其传输给电脑，从而帮助实现自动驾驶软件、机器视觉传感器、机器视觉测试系统、工业机器人、精密检测等机器视觉任务。
工业相机的类型有很多，主要分为以下几类：传感器类型，格式，结构，物理接口类型，分辨率，帧率，输出数据格式等。
1）传感器类型。
传感器是工业相机的核心，它可以捕捉到较低的分辨率的图像和较高的分辨率的图像。
目前有CMOS和CCD两种传感器，分别由康明斯和西门子生产。
CMOS传感器可以捕捉到较低的分辨率的图像，但是其成本较低。
而CCD传感器可以捕捉到较高的分辨率的图像，但是其成本较高。
2）格式。
工业相机的格式有很多，常见的格式有超4:3，甜甜圈，全尺寸，.5等。
超4:3是最新的格式，它能够提供更高的清晰度和更高的帧率。
甜甜圈格式可以捕捉到较高的分辨率的图像，但是它的帧率较低。
.5格式是最小的格式，可以捕捉到较低的分辨率的图像，但是它的帧率较高。
3）结构。
工业相机的结构也有很多，常见的有紧凑型，大小形和普通形等。
紧凑型相机可以提供更小的尺寸，更低的功耗和噪声，更高的成像质量，更高的帧率，更灵敏的传感器，更快的图像传输速度等优势，是应用在一些苛刻环境下的佳选。
而大小形则更适合应用于多种环境，其尺寸更大，但也更耐用面广。
4）物理接口类型。
工业相机的物理接口类型也有很多，包括USB，GigE，CameraLink等。
USB可以提供更高的数据传输速度，更小的体积，更低的成本，是一种常见的物理接口。
GigE可以提供最高的数据传输速度，更高的图像质量，更宽的传感器范围，是一种常见的物理接口。
CameraLink可以提供更低的错误率，更快的图像传输速度，更高的帧率，是一种常见的物理接口。
5）分辨率。
工业相机的分辨率也有很多，包括VGA，SVGA，XGA，UXGA等。
VGA可以捕捉到较低的分辨率的图像，但是它的帧率也较低。
工业镜头知识点总结
工业镜头知识点总结
以上是对工业镜头的一些重要知识点的总结。工业镜头的选择和应用需要根据具体的需求 和场景来进行，了解这些知识点可以帮助人们更好地理解和应用工业镜头。
5. 镜头材质：工业镜头通常采用高质量的光学玻璃材料制造，以确保图像的准确性和清晰 度。镜头表面通常经过特殊的涂层处理，以减少光线反射和散射，提高图像质量。
工业镜头知识点总结
6. 防抖技术：工业镜头常常需要在振动或运动环境下进行拍摄，因此防抖技术是非常重要 的。防抖技术可以通过机械或电子方式来抵消或减少镜头和图像的振动，提供更稳定和清晰 的图像。
工业镜头知识点总结
工业镜头是指用于工业应用的特殊类型的镜头，具有高分辨率、高对比度、高耐用性和稳 定性等特点。以下是工业镜头的一些重要知识点总结：
1. 分辨率：工业镜头的分辨率是指其能够捕捉和显示的图像细节的能力。高分辨率镜头可 以提供更清晰、更精细的图像，适用于需要高精度和高质量图像的工业应用。
2. 焦距：焦距是指镜头到焦点的距离。不同焦距的镜头适用于不同的拍摄场景和需求。较 短焦距的镜头适用于拍摄广角景物，而较长焦距的镜头适用于拍摄远处的细节。
工业镜头知识点总结
3. 光圈：光圈是控制镜头进光量的装置，通过调整光圈大小可以控制图像的明暗程度和景 深。较大的光圈可以提供更多的光线进入镜头，适用于拍摄暗光环境下的工业应用。
4. 对焦：对焦是调整镜头使得被拍摄物体清晰的过程。工业镜头通常具有快速、准确的自 动对焦功能，以确保图像的清晰度和准确性。
7. 防尘防水：工业镜头通常需要在恶劣的环境条件下使用，因此防尘和防水功能是必不可 少的。镜头的设计和制造要考虑到防尘和防水的要求，以保护镜头的性能和寿命。
接口和兼容性：工业镜头通常需要与其他设备或系统进行连接和集成，因此接口和兼容 性是需要考虑的因素。不同的工业镜头可能具有不同的接口类型和通信协议，需要与其他设 备相匹配和兼容。
机器视觉培训教程第二讲1
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第二讲：机器视觉中的图像采集技术硬件基础知识
四、相机的基本概念：
异步触发（Reset&Restart）：通常情况下相机是不间断地拍照的－－ 无的放矢。当CCD相机处于异步触发方式时，相机并不是以固定时钟连 续扫描和输出连续信号。而是在收到一个触发信号后，再开始扫描输出 新的一帧信号。
CCD的基本工作原理是，当然光子撞击到硅原子上时，会产生 自由电子。再将这些自由电子收集在一起形成信号。
感光单元 (CCD Pixcel)
工作原理
第二讲：机器视觉中的图像采集技术硬件基础知识
六、相机基本成像原理：
CCD的电荷存储器，能够存储一定量的电子。将电子释放出来 之后所形成的电流，便可以量化地代表感光面上某点的明暗信息。
显微镜头 物体成像与物体物理大小相对比率。如1：1、1：2镜头。
远心镜头 无畸变镜头
第二讲：机器视觉中的图像采集技术硬件基础知识
三、镜头的成像原理及各参数间关系：
光圈
（相当于水龙头开 关，开得越大，所
需时间越短）
光线 （相当于水）
工作距离
（距离越远，所需 时间越长）
光线强度
（相当于水压，水 压越大，所需时间
四、相机的基本概念：
CCD传感器的灵敏度: 上面是一个典型的CCD图像传感器对于不同光谱的响应
曲线。
第二讲：机器视觉中的图像采集技术硬件基础知识
四、相机的基本概念：
• 信号格式 模拟图象信号的格式包括：复合视频信号，Y/C分离信号，RGB分量信 号。绝大多数周边设备都能够兼容这些信号格式。通常情况下对于彩色 视频信号，Y/C分离传输的方式优于复合视频传输的方式，RGB分量传 输的方式又优于Y/C分离传输方式。
简述工业镜头的主要参数及功能
简述工业镜头的主要参数及功能
工业镜头是一种专门设计用于工业应用的光学镜头，通常用于工业机器视觉系统、机器人视觉系统、自动化设备等领域。
工业镜头的主要参数和功能包括：
1. 焦距：工业镜头的焦距决定了图像在传感器上的投射大小，焦距越长，投射的图像越大。
2. 光圈：工业镜头的光圈决定了镜头进光量的多少，光圈越大，进光量越大，适用于光线较暗的环境或者需要增加景深的场景。
3. 最小可对焦距离：工业镜头的最小可对焦距离决定了镜头能够清晰成像的最近距离。
这一参数对于需要拍摄靠近物体的场景非常重要。
4. 分辨率：工业镜头的分辨率决定了图像能够捕捉到的细节程度。
高分辨率的镜头能够捕捉更多的细节，适用于需要高精度的应用。
5. 透光率：工业镜头的透光率指的是镜头对光线透过的能力。
高透光率的镜头能够更好地传递光线，减少图像的损失。
6. 镜头环保：工业镜头经常会在恶劣的环境下工作，能够防尘、防水、耐腐蚀等功能对于镜头的使用寿命和稳定性非常重要。
7. 光学结构：工业镜头的光学结构决定了图像的畸变、散光等情况。
优秀的光学结构能够保持图像的高质量和准确性。
8. 接口和适配器：工业镜头需要与各种不同的相机或传感器进行适配，因此接口和适配器的选择和兼容性是一个重要的考虑因素。
9. 防护和稳定性：工业镜头通常需要经受长时间运行、高温、高湿度等恶劣环境，因此镜头的防护和稳定性非常重要。
工业镜头的主要参数和功能决定了镜头在工业应用中的性能和适用性。
根据实际需求选择合适的工业镜头，能够提高图像质量、稳定性和工作效率。
什么是远镜头远镜头是什么
什么是远镜头远镜头是什么工业镜头是机器视觉系统中十分重要的成像元件，系统若想完全发挥其功能，工业镜头必须要能够满足要求才行。
21世纪初，随着机器视觉系统在精密检测领域的广泛应用，普通工业镜头难以满足检测要求，为弥补普通镜头应用之不足，适应精密检测需求，远心镜头应运而生。
远心镜头依据其独特的光学特性：高分辨率、超宽景深、超低畸变以及独有的平行光设计等，给机器视觉精密检测带来质的飞跃。
远心镜头依据其独特的光学特性：高分辨率、超宽景深、超低畸变以及独有的平行光设计等，给机器视觉精密检测带来质的飞跃。
定义远心镜头（Telecentric），主要是为纠正传统工业镜头视差而设计，它可以在一定的物距范围内，使得到的图像放大倍率不会变化，这对被测物不在同一物面上的情况是非常重要的应用。
远心镜头由于其特有的平行光路设计一直为对镜头畸变要求很高的机器视觉应用场合所青睐。
原理优势远心镜头设计目的就是消除由于被测物体（或CCD芯片）离镜头距离的远近不一致，造成放大倍率不一样。
根据远心镜头分类设计原理分别为：1）物方远心光路设计原理及作用：物方远心光路是将孔径光阑放置在光学系统的像方焦平面上，物方主光线平行于光轴主光线的会聚中心位于像方无限远，称之为：物方远心光路。
其作用为：可以消除物方由于调焦不准确带来的，读数误差。
物方远心镜头设计原理图物方远心镜头设计原理图2）像方远心光路设计原理及作用：3）4）像方远心光路是将孔径光阑放置在光学系统的物方焦平面上，像方主光线平行于光轴主光线的会聚中心位于物方无限远，称之为：像方远心光路。
其作用为：可以消除像方调焦不准引入的测量误差。
像方远心镜头设计原理图像方远心镜头设计原理图3）两侧远心光路设计原理及作用：综合了物方/像方远心的双重作用。
主要用于视觉测量检测领域。
应用优势远心镜头主要应用于精密测量。
在精密光学测量系统中，由于普通光学镜头会存在一定的制约因素，如影像的变形、视角选择而造成的误差、不适当光源干扰下造成边界的不确定性等问题，进而影响测量的精度。
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工业镜头的概念及分类
工业镜头的概念及分类
工业镜头一般称为摄像镜头或摄影镜头，简称镜头，其功能就是光学成像。
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。
本文的目的是通过对各种常见镜头的分类及主要参数介绍，总结各种因素之间的相互关系，使读者掌握机器视觉系统中镜头的选用技巧。
根据有效像场的大小划分
把摄影镜头安装在一很大的伸缩暗箱前端，并在该暗箱后端安装一块很大的磨砂玻璃。
当将镜头光圈开至最大，并对准无限远景物调焦时，在磨砂玻璃上呈现出的影像均位于一圆形面积内，而圆形外则漆黑，无影像。
此有影像的圆形面积称为该镜头的最大像场。
在这个最大像场范围的中心部位，有一能使无限远处的景物结成清晰影像的区域，这个区域称为清晰像场。
照相机或摄影机的靶面一般都位于清晰像场之内，这一限定范围称为有效像场。
由于视觉系统中所用的摄像机的靶面尺寸有各种型号，所以在选择镜头时一定要注意镜头的有效像场应该大于或等于摄像机的靶面尺寸，否则成像的边角部分会模糊甚至没有影像。
根据焦距分类
根据焦距能否调节，可分为定焦距镜头和变焦距镜头两大类。
依据焦距的长短，定焦距镜头又可分为鱼眼镜头、短焦镜头、标准镜头、长焦镜头四大类。
需要注意的是焦距的长短划分并不是以焦距的绝对值为首要标准，而是以像角的大小为主要区分依据，所以当靶面的大小不等时，其标准镜头的焦距大小也不同。
变焦镜头上都有变焦环，调节该环可以使镜头的焦距值在预定范围内灵活改变。
变焦距镜头最长焦距值和最短焦距值的比值称为该镜头的变焦倍率。
变焦镜头有可分为手动变焦和电动变焦两大类。
变焦镜头由于具有可连续改变焦距值的特点，在需要经常改变摄影视场的情况下非常方便使用，所以在摄影领域应用非常广泛。
但由于变焦距镜头的透镜片数多、结构复杂，所以最大相对孔径不能做得太大，致使图像亮度较低、图像质量变差，同时在设计中也很难针对各种焦距、各种调焦距离做像差校正，所以其成像质量无法和同档次的定焦距镜头相比。
实际中常用的镜头的焦距是从4毫米到300毫米的范围内有很多的等级，如何选择合适焦距的镜头是在机器视觉系统设计时要考虑的一个主要问题。
光学镜头的成像规律可以根据两个基本成像公式牛顿公式和高斯公式来推导，对于机器视觉系统的常见设计模型，我们一般是根据成像的放大率和物距这两个条件来选择合适焦距的镜头的，在此给出一组实用的计算公式：
放大率：m=h’/h=L’/L 物距：L = f(1+1/m)
像距：L’= f(1+m) 焦距：f = L/(1+1/m)
物高：h = h’/m = h’(L-f)/f 像高：h’ = mh = h(L’-f)/f
特殊用途的镜头
·显微镜头（Micro），一般是指成像比例大于10:1的拍摄系统所用，但由于现在的摄像机的像元尺寸已经做到3微米以内，所以一般成像比例大于2:1时也会选用显微镜头。
·微距镜头（Macro），一般是指成像比例为2:1～1:4的范围内的特殊设计的镜头。
在对图像质量要求不是很高的情况下，一般可采用在镜头和摄像机之间加近摄接圈的方式或在镜头前加近拍镜的方式达到放大成像的效果。
·远心镜头（Telecentric），主要是为纠正传统镜头的视差而特殊设计的镜头，它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，这对被测物不在同一物面上的情况是非常重要的应用。
紫外镜头（Ultraviolet）和红外镜头（Infrared），一般镜头是针对可见光范围内的使用设计的，由于同一光学系统对不同波长的光线折射率的不同，导致同一点发出的不同波长的光成像时不能会聚成一点，产生色差。
常用镜头的消色差设计也是针对可见光范围的，紫外镜头和红外镜头即是专门针对紫外线和红外线进行设计的镜头。