2. In-Sight硬件平台与光学接口

在In-Sight视觉系统的光学选型中，镜头能否装上、装上后能否合焦、合焦后能否覆盖传感器，是三个依次递进的问题。它们分别对应机械接口、法兰距与后焦调节、以及像场覆盖。很多现场“镜头买错”的返工，并不是光学素质不够，而是卡在了第一道机械门槛上。本节围绕传感器尺寸、C/CS/S接口、法兰距、扩展环与转接方案，以及选型时必须核对的机械与电气参数展开。

一、传感器尺寸：光学的“底片”决定了选型边界

In-Sight各型号使用的图像传感器尺寸差异很大，从早期的1/3″、1/2″，到常见的2/3″、1/1.8″，再到高分辨率的1″、1.1″甚至更大靶面。这里的“英寸”是历史沿袭的真空管外径标称值，并非可直接测量的感光面对角线。实际选型应以数据手册给出的感光面宽×高（mm）和对角线长度为准。

例如，某1/1.8″传感器有效区域约为7.2 mm × 5.4 mm，对角线约9.0 mm；某2/3″传感器约为8.8 mm × 6.6 mm，对角线约11.0 mm；某1″传感器约为12.8 mm × 9.6 mm，对角线约16.0 mm。镜头标称的“支持靶面”必须大于等于传感器对角线，否则画面四角会出现暗角或黑边。这是选型的第一条硬约束：镜头像场直径 ≥ 传感器对角线，并建议留出约10%余量以容忍装配偏心与公差。

二、C口、CS口与S口：螺纹相同，法兰距不同

C口与CS口都采用1英寸-32UN的螺纹，外径相同，肉眼几乎无法区分，区别只在法兰距：C口法兰距为17.526 mm，CS口为12.526 mm，两者相差正好5 mm。这意味着：

• C口镜头可以直接装在C口相机上；
• CS口镜头可以直接装在CS口相机上；
• C口镜头装到CS口相机上，需要加一个5 mm的C/CS转接环，否则无法合焦；
• CS口镜头装到C口相机上，理论上无法合焦，因为镜头后焦不足，强行安装可能顶伤传感器保护玻璃。

S口（M12）则是另一种体系，螺纹为M12×0.5，法兰距因厂家而异，常见约12.5 mm左右，但并非统一标准。S口镜头体积小、成本低，多用于板级或微型相机，像场通常只覆盖1/3″至1/2″，且后焦调节依赖螺纹旋入深度，重复精度较差。In-Sight部分紧凑型号采用S口或M12接口，选型时必须向厂家确认具体法兰距与可调范围。

三、法兰距、后焦与扩展环的关系

法兰距是相机接口基准面到传感器感光面的距离。镜头设计时，其像方主点到像面的距离（后焦距）与法兰距匹配，才能在无穷远对焦时成像清晰。当实际法兰距大于镜头设计值时，像面落在传感器前方，需要把镜头整体前移，这就是扩展环（延长管）的作用。

扩展环的厚度选择可以用一个简化关系估算。设镜头焦距为f，原工作距离为WD₁，加环厚度为t后，新的合焦距离WD₂近似满足：

1/WD₁ + 1/(f + t) ≈ 1/f
简化估算：t ≈ f² / (WD₁ - f) - f² / (WD₂ - f)

实际工程中更常用经验法：加5 mm扩展环，通常使最近合焦距离明显缩短，适合近距离小视野场合；加10 mm、20 mm则进一步缩短，但会牺牲远距离对焦能力。因此扩展环不是“越多越好”，而是根据所需工作距离反推。若现场需要兼顾远近，应优先选择带后焦调节的镜头或可调焦接口。

此外，部分In-Sight型号支持后焦调节螺钉或可旋转接口，可在不拆机的情况下微调传感器与接口的相对位置，补偿装配公差。这类结构在更换镜头或重新装配后尤其有用。

四、转接方案与机械电气核对清单

当镜头接口与相机接口不一致时，常见转接方案包括：C/CS转接环（5 mm）、CS/C转接环（理论上不可用）、M12转C口转接座、以及带锁紧螺钉的工业转接环。选择转接环时要注意三点：转接后总法兰距是否匹配、转接环内径是否会遮挡光路、锁紧结构是否会在振动环境下松动。

除光学机械参数外，选型还需核对电气与机械安装参数，避免“镜头装上了，线却插不进”的尴尬。以下清单可作为现场核对参考：

下面用一张结构关系图，把传感器、接口、法兰距、扩展环与转接方案之间的对应关系集中呈现，便于选型时快速比对。

把这张图当作选型时的对照表：先看传感器对角线，再看接口与法兰距，最后确认扩展环、转接环和安装空间。只要这三步顺序不乱，绝大多数机械层面的选型错误都可以在采购前被拦住。