工业镜头接口类型有哪些_如何根据传感器尺寸选焦距

工业镜头接口类型有哪些？一分钟看懂C口、CS口、F口差异

在机器视觉现场，接口选错往往导致整套系统无法成像。工业镜头接口类型有哪些？目前主流的有C口、CS口、F口、M42、M58等，其中C口与CS口最为常见。

C口与CS口：只差5 mm却决定成败

• C口法兰距17.526 mm，兼容绝大多数工业相机。
• CS口法兰距12.5 mm，需配合5 mm转接环才能与C口相机匹配。
• 若将CS口镜头直接拧到C口相机上，画面会完全失焦。

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F口、M42、M58：高分辨率与大靶面的专属通道

F口源自单反，法兰距46.5 mm，常见于线扫相机；M42与M58则通过更大螺纹直径提升机械稳定性，适配4K以上大靶面传感器。

如何根据传感器尺寸选焦距？三步公式帮你算

很多工程师拿到镜头规格书后，第一反应是“焦距越大越好吗？”答案是否定的。如何根据传感器尺寸选焦距？核心在于视场角与像素当量。

第一步：确认传感器尺寸

常见传感器尺寸对照表：

• 1/3"：宽4.8 mm × 高3.6 mm
• 1/2.5"：宽5.76 mm × 高4.29 mm
• 2/3"：宽8.45 mm × 高7.07 mm
• 1"：宽12.8 mm × 高9.6 mm

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第二步：计算所需视场角

公式：焦距 f = (传感器宽度 × 工作距离) / 视场宽度

举例：若检测物体宽100 mm，工作距离300 mm，使用1"传感器，则
f = (12.8 × 300) / 100 = 38.4 mm
因此选择35 mm或50 mm的定焦镜头均可覆盖。

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第三步：验证像素当量是否满足精度

像素当量 = 视场宽度 / 传感器水平像素

若相机分辨率为2048 px，则像素当量 = 100 mm / 2048 px ≈ 0.049 mm/px
当检测精度要求0.05 mm时，刚好达标；若要求0.02 mm，则需缩短工作距离或更换更长焦距。

镜头规格书隐藏参数：MTF、畸变、相对照度

除了接口与焦距，规格书里的三项指标直接影响成像质量。

MTF曲线：判断分辨率极限

• MTF50值越高，镜头解析力越强。
• 关注曲线在奈奎斯特频率处的表现，对应传感器像素尺寸。

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TV畸变：测量应用的隐形杀手

当畸变超过0.1%，尺寸测量会出现系统性偏差。远心镜头可将畸变控制在0.02%以内。

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相对照度：边缘暗角不可忽视

若相对照度低于50%，图像四角会明显发暗，影响边缘缺陷检测。大光圈镜头需额外搭配均匀背光补偿。

实战案例：手机中框缺陷检测如何选型

需求：检测手机中框0.03 mm划痕，工作距离250 mm，相机2/3" 3.45 µm像元。

计算过程拆解

1. 传感器宽度8.45 mm，像素2456 px。
2. 视场宽度 = 8.45 × 250 / f，要求像素当量 ≤ 0.03 mm。
3. 解得 f ≥ 70 mm，最终选用75 mm C口远心镜头。
4. 检查MTF：在145 lp/mm处MTF>40%，满足奈奎斯特频率。

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常见疑问快问快答

Q：为什么同焦距镜头价格差十倍？

A：玻璃材质、镀膜层数、光圈叶片数量决定透光率与色差控制。高端镜头使用超低色散ED玻璃，价格自然翻倍。

Q：能否用单反镜头替代工业镜头？

A：可临时应急，但热漂移大、抗震差，且缺少触发光圈功能，长期运行稳定性不足。

Q：工作距离太短怎么办？

A：选用微距镜头或加接圈，注意接圈过长会导致进光量下降，需同步提高光源亮度。