头部分离式工业相机的技术架构及其配套S卡口镜头在工业应用中的技术优势。通过将传统一体化相机分解为图像传感器头部模组和控制单元，该技术方案在尺寸、重量、工作距离和热管理方面实现了显著优化，为医疗、汽车、半导体、锂电等行业的特殊应用场景提供了有效解决方案。

一、背景

传统工业相机采用一体化设计，通常由三块PCB板构成：图像传感器板、FPGA图像预处理板和LSI通信接口板。这种设计在某些特殊应用环境中存在限制，如空间受限、重量敏感、工作距离要求极短或对热环境敏感的场合。头部分离式相机技术通过模块化设计理念，将图像传感器模组与控制单元分离，为这些特殊应用提供了新的技术路径。

二、头部分离式相机技术架构

1、 系统构成

头部分离式相机系统由三个主要组件构成：

HEAD模组：集成CMOS图像传感器，负责光电信号转换

CCU控制单元：包含FPGA图像预处理模块和LSI通信接口模块

专用数据传输线缆：连接HEAD模组与CCU控制单元

CCU控制单元提供标准的USB3.0数据接口和6pin触发接口，保持与传统工业相机的接口兼容性。

2、技术特性

相比传统一体化工业相机，头部分离式相机具备以下技术优势：

小型化设计：HEAD模组尺寸缩减至18×18mm，约为传统相机的25%

轻量化结构：HEAD模组重量仅为数克，显著降低移动负荷

短工作距离：采用M12卡口设计，后焦距大幅缩短

低热量产生：热源集中在CCU端，HEAD模组几乎无热量产生

三、应用场景分析

1、空间受限应用

在医疗设备和汽车工业中，检测空间往往极为有限。传统28×28mm的相机尺寸难以满足狭小空间的安装要求。头部分离式相机的18×18mm HEAD模组有效解决了这一技术难题，为精密检测提供了可行的技术方案。

2、动态检测应用

半导体封装工艺中的Wire-Bond设备需要相机随焊头同步移动进行实时检测。传统相机的重量会影响系统的动态响应性能和生产节拍。头部分离式相机通过重量分离，使移动部分仅承载数克重量的HEAD模组，有效提升了系统的动态性能。

3、超短工作距离应用

锂电池极耳检测等工艺对设备紧凑性要求极高，可用空间常限制在200mm以内。传统C卡口相机配合远心镜头的总长度通常超过260mm，无法满足工艺要求。头部分离式相机采用M12卡口设计，配合专用远心镜头，总长度可控制在69mm以内，为超紧凑设备设计提供了技术支撑。

4、热敏感应用

生物医学和材料科学研究中，温度控制至关重要。传统工业相机的FPGA模块是主要热源，会对温度敏感的实验环境造成干扰。头部分离式相机将热源集中在远离被测对象的CCU端，HEAD模组几乎无热量产生，有效避免了热干扰问题。

四、产品技术演进

1、第一代产品

分辨率：160万像素

HEAD尺寸：18×18mm

传输协议：LVDS，最大传输距离2.5米

设计特点：一体化设计，不可拆卸

2、第二代产品

分辨率：500万像素

HEAD尺寸：23×23mm

传输协议：GVIF，最大传输距离15米

设计特点：模块化设计，支持拆卸安装

防护等级：配合液态镜头可达IP67

第二代产品通过模块化设计理念，将HEAD模组和CCU控制单元独立为不同型号，用户需要选配HEAD、CCU和GVIF传输线缆三个组件构成完整系统。

五、 S卡口镜头技术方案

1、技术背景

头部分离式相机采用M12卡口（S卡口）设计，区别于传统面阵相机的C卡口和线扫相机的F卡口。由于市场上S卡口工业镜头产品较少，日本VST公司针对性开发了配套镜头产品线。

2、FA镜头系列

VS-B0624H型6mm FA镜头配合M12LR锁环，可实现观测型应用，相机与镜头组合最短长度45mm。产品线还包括2mm、3mm、6mm、12mm等多种焦距规格。

3、远心镜头系列

VST开发了三款S卡口远心镜头：VS-MTC069-15、VS-MTC1-15和VS-MTC2-15，专门用于精密测量应用。相机与镜头组合最短长度54mm，工作距离15mm，满足超紧凑设备的技术要求。

六、结论

头部分离式相机技术通过创新的模块化设计理念，有效解决了传统一体化相机在特殊应用场景中的技术限制。该技术在小型化、轻量化、短工作距离和热管理方面的优势，为医疗、汽车、半导体、锂电等行业的特殊应用提供了有效的技术解决方案。配套的S卡口镜头产品进一步完善了整体技术方案，为精密检测和测量应用提供了完整的技术支撑。

随着工业自动化程度的不断提升和应用场景的日益复杂化，头部分离式相机技术有望在更多领域发挥重要作用，推动工业视觉检测技术的进一步发展。