在機器視覺中，工業(yè)鏡頭作為機器視覺系統(tǒng)的核心部件，常常需要和工業(yè)相機搭配使用。工業(yè)鏡頭，屬于一種光學(xué)系統(tǒng)。光學(xué)系統(tǒng)是指由透鏡、反射鏡、棱鏡和光闌等多種光學(xué)元件按一定次序組合成的系統(tǒng)。那么工業(yè)鏡頭都有哪些類型？

一、按照鏡頭接口分類

1、C-Mount和CS-Mount

C接口是目前機器視覺系統(tǒng)中應(yīng)用比較廣泛的鏡頭接口之一，它的螺紋參數(shù)：直徑=1，螺距：32牙。具有重量輕，體積小，經(jīng)濟(jì)多樣等優(yōu)勢。

CS接口添加一個轉(zhuǎn)接環(huán)即可變換成C接口上，CS接口的法蘭距是12.5mm,C接口的法蘭距是17.5mm。它們之間相差5mm。

2、M12、M42、M58、M95口

M后面的數(shù)字代表接口直徑，M12直徑是12mm,M42直徑是42mm,M58直徑是58mm,M95直徑是95mm。

以上M口和C口/CS口都屬于螺紋口。

3、F口和EF口

F口和EF口屬于卡扣接口。F口是許多鏡頭品牌的接口標(biāo)準(zhǔn)，通常工業(yè)相機靶面大于1英寸時需用F口的鏡頭。

4、V口

V接口鏡頭是聞名的專業(yè)鏡頭品牌鏡頭所首要運用的標(biāo)準(zhǔn)，一般也用以工業(yè)相機靶面較大或特別用途的鏡頭。

5、其他接口

T2接口、徠卡接口也是鏡頭中會用到的接口。

二、工業(yè)鏡頭按照焦距分

1、定焦鏡頭：焦距固定，一般光圈可調(diào)，帶聚焦微調(diào)，只有小工作距離，視野范圍隨著距離變化。

依據(jù)焦距的長短，定焦距鏡頭又可分為魚眼鏡頭、短焦鏡頭、標(biāo)準(zhǔn)鏡頭、長焦鏡頭四大類。需要注意的是焦距的長短劃分并不是以焦距的絕對值為首要標(biāo)準(zhǔn)，而是以像角的大小為主要區(qū)分依據(jù)，所以當(dāng)靶面的大小不等時，其標(biāo)準(zhǔn)鏡頭的焦距大小也不同。

2、變焦工業(yè)鏡頭：焦距可以連續(xù)變化，尺寸比定焦鏡頭大，適合物體變化，像素質(zhì)量不如定焦鏡頭。

變焦鏡頭上都有變焦環(huán)，調(diào)節(jié)該環(huán)可以使鏡頭的焦距值在預(yù)定范圍內(nèi)靈活改變。變焦距鏡頭最長焦距值和最短焦距值的比值稱為該鏡頭的變焦倍率。變焦鏡頭有可分為手動變焦和電動變焦兩大類。

變焦鏡頭由于具有可連續(xù)改變焦距值的特點，在需要經(jīng)常改變攝影視場的情況下非常方便使用，所以在攝影領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛。但由于變焦距鏡頭的透鏡片數(shù)多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所以最大相對孔徑不能做得太大，致使圖像亮度較低、圖像質(zhì)量變差，同時在設(shè)計中也很難針對各種焦距、各種調(diào)焦距離做像差校正，所以其成像質(zhì)量無法和同檔次的定焦距鏡頭相比。

三、特殊用途的鏡頭

· 顯微鏡頭（Micro），一般是指成像比例大于10:1的拍攝系統(tǒng)所用，但由于現(xiàn)在的攝像機的像元尺寸已經(jīng)做到3微米以內(nèi)，所以一般成像比例大于2:1時也會選用顯微鏡頭。

· 微距鏡頭（Macro），一般是指成像比例為2:1～1:4的范圍內(nèi)的特殊設(shè)計的鏡頭。在對圖像質(zhì)量要求不是很高的情況下，一般可采用在鏡頭和攝像機之間加近攝接圈的方式或在鏡頭前加近拍鏡的方式達(dá)到放大成像的效果。

· 遠(yuǎn)心鏡頭（Telecentric），主要是為糾正傳統(tǒng)鏡頭的視差而特殊設(shè)計的鏡頭，它可以在一定的物距范圍內(nèi)，使得到的圖像放大倍率不會隨物距的變化而變化，這對被測物不在同一物面上的情況是非常重要的應(yīng)用。

紫外鏡頭（Ultraviolet）和紅外鏡頭（Infrared），一般鏡頭是針對可見光范圍內(nèi)的使用設(shè)計的，由于同一光學(xué)系統(tǒng)對不同波長的光線折射率的不同，導(dǎo)致同一點發(fā)出的不同波長的光成像時不能會聚成一點，產(chǎn)生色差。常用鏡頭的消色差設(shè)計也是針對可見光范圍的，紫外鏡頭和紅外鏡頭即是專門針對紫外線和紅外線進(jìn)行設(shè)計的鏡頭。

遠(yuǎn)心鏡頭分為：

1）物方遠(yuǎn)心

在一定景深范圍內(nèi)，即使物距發(fā)生變化，物體成像的尺寸也不會發(fā)生變化。這種類型在工業(yè)檢測領(lǐng)域應(yīng)用最多。

2）像方遠(yuǎn)心

即使感光芯片與鏡頭的距離發(fā)生變化，物體成像的尺寸也不會發(fā)生變化，但是物距會影響成像尺寸。這種類型在工業(yè)檢測領(lǐng)域幾乎不起作用，不多做贅述。

3）雙遠(yuǎn)心

物體和像方的遠(yuǎn)近都不會影響成像的尺寸，在機器視覺檢測領(lǐng)域經(jīng)常運用，缺點是成本更高。

遠(yuǎn)心鏡頭的特性和應(yīng)用范圍

特性：

1）無視場角，消除透視，放大倍率恒定

2）低畸變

3）只有平行光可成像

應(yīng)用場景：

1）當(dāng)被檢測物體厚度較大，需要檢測不止一個平面時，典型應(yīng)用如食品盒，飲料瓶等。

2）當(dāng)被測物體的擺放位置不確定，可能跟鏡頭成一定角度時。

3）當(dāng)被測物體在被檢測過程中上下跳動，如生產(chǎn)線上下震動導(dǎo)致工作距離發(fā)生變化時。

4）當(dāng)被測物體帶孔徑、或是三維立體物體時。

5）當(dāng)需要低畸變率、圖像效果亮度幾乎完全一致時。

6）當(dāng)需要檢測的缺陷只在同一方向平行照明下才能檢測到時。

7）當(dāng)需要超過檢測精度時，如容許誤差為1um。

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