工业镜头选型（工业相机的视野由什么决定）

本文目录

• 工业相机的视野由什么决定
• 工业相机选型需要注意些什么问题
• 终于明白了怎样选择一个合适的工业镜头
• 如何正确选择工业镜头应该注意哪几个因素
• 挑选工业镜头的需要知道参数要素有哪些
• 工业视觉摄像头怎么选型
• 如何选择合适的工业相机，选择工业相机镜头时要注意哪些问题

工业相机的视野由什么决定

工业相机的视野由镜头决定。工业相机镜头的技术选型，是一个非常重要和关键的环节。因为工业镜头选型是否合适与好坏直接影响着机器视觉成像质量。工业相机为了增强适应性，它所搭配的镜头一定是需要根据不同的应用场合来更换的。
视野范围计算：
公式： 视野范围FOV （ H or V）＝工作距离（WD） × 靶面尺寸（ H or V） / 焦距f
若用以上相机，假设镜头焦距为200mm，工作距离为500m，则视野范围为：500000 * 12.8/200=32000m即32m的边长。若标志物边长1m，则占5120 * 1/32=160个像素。
工业相机是机器视觉系统中的一个关键组件。选择合适的相机也是机器视觉系统设计中的重要环节，相机的选择不仅直接决定所采集到的图像分辨率、图像质量等，同时也与整个系统的运行模式直接相关。所以在选择工业相机时，要看好这些指标。对哦，在这里推荐给大家Regem Marr 研祥金码，它会是一个不错的选择。
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工业相机选型需要注意些什么问题

一、波长、变焦与否
工业相机镜头的工作波长和是否需要变焦是比较容易先确定下来的，成像过程中需要改变放大倍率的应用，采用变焦镜头，否则采用定焦镜头就可以了。
二、工作距离、焦距
工作距离和焦距往往结合起来考虑。一般先明确系统的分辨率，结合CCD像素尺寸就能知道放大倍率，再结合空间结构约束就能知道大概的物像距离，进一步估算工业相机镜头的焦距。所以工业相机镜头的焦距是和工业相机镜头的工作距离、系统分辨率及CCD像素尺寸相关的。
三、像面大小和像质
所选工业相机镜头的像面大小要与相机感光面大小兼容，遵循“大的兼容小的”原则——相机感光面不能超出镜头标示的像面尺寸——否则边缘视场的像质不保。像质的要求主要关注MTF和畸变两项。在测量应用中，尤其应该重视畸变。更多关于工业相机的内容，可通过官方网站（www.evocjm.com），可在线获取相关技术文件、工具、驱动及常见问答库，即时享受专业官方服务。您还可以通过在线沟通工具，直接发起对话申请，或提交留言，我们的客服人员将第一时间与您取得联系。

终于明白了怎样选择一个合适的工业镜头

工业相机镜头由多个透镜、可变(亮度)光圈和对焦环组成。如下图所示，在使用时由操作者观察相机显示屏来调整可变光圈和焦点，以确保图像的明亮程度及清晰度(有些镜头有固定调节系统)。

（1）镜头的接口

镜头的接口尺寸是有国际标准的，共有三种接口型式，即F型、C型、CS型，其他有M42、莱卡、哈苏、AK。F型接口是通用型接口，一般适用于焦距大于25mm的镜头；而当物镜的焦距约小于25mm时，因物镜的尺寸不大，便采用C型或CS型接口。

C接口和CS接口的区别：

①C与CS接口的区别在于镜头与摄像机接触面至镜头焦平面（摄像机 CCD光电感应器应处的位置）的距离不同，C型接口此距离为17.526mm，CS型接口此距离为12.5mm。

② C型镜头与C型摄像机，CS型镜头与CS型摄像机可以配合使用。C型镜头与CS型摄像机之间增加一个 5mm的C/CS转接环可以配合使用。CS型镜头与C型摄像机无法配合使用。

镜头成像原理：

（2）工业镜头的基本参数

镜头选择应注意：①焦距 ②目标高度 ③影像高度 ④放大倍数 ⑤影像至目标的距离 ⑥中心点/节点 ⑦畸变。

** 《1》 视场（Field of view，即FOV，也叫视野范围）**

视场：指观测物体的可视范围，也就是充满相机采集芯片的物体部分。（视场范围是选型中必须要了解的）

《2》 工作距离（Working Distance,即WD）

工作距离：指从镜头前部到受检验物体的距离。即清晰成像的表面距离（选型必须要了解的问题，工作距离是否可调？包括是否有安装空间等）。

《3》 分辨率
分辨率：图像系统可以测到的受检验物体上的最小可分辨特征尺寸。在多数情况下，视野越小，分辨率越好。（在实际选择镜头时，镜头尺寸不能小于相机芯片尺寸，一定要要大于或等于相机芯片尺寸）

影响分辨率的主要因素：镜头结构、材质、加工精度等。

其它因素：

《4》 景深（Depth of view，即DOF）
景深：物体离最佳焦点较近或较远时，镜头保持所需分辨率的能力（需要了解客户对景深是否有特殊要求？）

景深和镜头的焦距、光圈、物距有关：

《5》 焦距（f）
焦距：是光学系统中衡量光的聚集或发散的度量方式，指从透镜的光心到光聚集之焦点的距离。亦是照相机中，从镜片中心到底片或CCD等成像平面的距离。

** f = {工作距离/视野范围长边（或短边）} CCD长边（或短） *（需要记住的重要公式）

焦距大小的影响情况：

像差是影响图像质量的重要方面，常见的像差有如下六种：球差、慧差、像散、场曲、畸变、色差。

《6》 光圈与F值

光圈是一个用来控制镜头通光量装置，它通常是在镜头内。表达光圈大小我们是用F值，如f1.4，f2，f2.8。

《8》 感光芯片尺寸

相机感光芯片的有效区域尺寸，一般指水平尺寸。这个参数对于决定合适的镜头缩放比例以获取想要的视场非常重要。镜头主要缩放比例 (PMAG) 由感光芯片的尺寸和视场的比率来定义。虽然基本参数包括感光芯片的尺寸和视场，但PMAG却不属于基本参数。

《9》 光学放大倍数
用于计算主要缩放比例的公式如下：

** PMAG = CCD Size / FOV**

显示放大倍数：

显示放大倍率在显微中应用非常广泛，被测物体的显示放大倍率取决于三个因素：镜头光学倍率、工业相机感光芯片的尺寸（靶面大小）、显示器尺寸。

显示放大倍率=镜头光学倍率×显示器尺寸×25.4/耙面对角线尺寸。

为了适应不同的应用场合，镜头有多种类型，从不同的角度，就有不同的划分方法：

按光学放大倍率及焦距划分：

** 远心镜头特性：**

远心镜头（Telecentric lens），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。此外，远心镜头(Telecentric lens)相比普通镜头，还具有低畸变，高景深，高分辨力等特性 。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，广泛应用于半导体、机械零部件，科研、激光测径，印钞等相关行业，主要完成精密测量、定位等工作任务。

1.远心特性 非远心镜头下图光学系统无法确保视场内一致的放大率，于是总会造成测量精度的下降。

2.低畸变特性 大多数精确测量的场合需要对微小畸变进行标定，优秀的远心镜头厂家采集精确的灰度图像并进行精确分析以测量畸变，使得远心镜头的畸变如此微小，更真实的还原图像。

3.高景深范围和高解析度过小的景深会引起对比度的下降，结果会降低分辨力。远心镜头具有高的景深范围和解析度，满足各种不同的测试要求。

远心镜头与普通镜头对比

远心工业镜头主要是为纠正传统工业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。

普通工业镜头目标物体越靠近镜头（工作距离越短），所成的像就越大。在使用普通镜头进行尺寸测量时，会存在问题。

普通镜头优点：成本低，实用，用途广。

普通镜头缺点：放大倍率会有变化，有视差。

普通镜头应用：大物体成像。

远心镜头的优点：放大倍数恒定，不随景深变化而变化，无视差。

远心镜头的缺点：成本高，尺寸大，重量重。

远心镜头的应用：度量衡方面，基于CCD方面的测量，微晶学

对镜头的选择，我们首先必须先确定客户需求：

1、视野范围、光学放大倍数及期望的工作距离：在选择镜头时，我们会选择比被测物体视野稍大一点的镜头，以有利于运动控制。

2、景深要求：对于对景深有要求的项目，尽可能使用小的光圈；在选择放大倍率的镜头时，在项目许可下尽可能选用低倍率镜头。如果项目要求比较苛刻时，倾向选择高景深的尖端镜头。

3、芯片大小和相机接口：例如2/3’’镜头支持最大的工业相机耙面为2/3’’，它是不能支持1英寸以上的工业相机。

4、注意与光源的配合，选配合适的镜头 。

5、可安装空间：在方案可选择情况下，让客户更改设备尺寸是不现实的。
实例：

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如何正确选择工业镜头应该注意哪几个因素

选择工业镜头时应注意以下几个因素：
1. 光学性能：工业镜头应具有优良的光学性能，包括分辨率、畸变、色差等方面的表现。可以通过查看镜头的规格参数和光学测试报告来了解其光学性能。
2. 焦距和视场角：根据实际需求选择合适的焦距和视场角。焦距决定了镜头的放大倍率，而视场角则决定了镜头可以覆盖的范围。
3. 光圈：光圈的大小影响着镜头的进光量和景深控制能力。选择适合实际应用需求的光圈范围。
4. 适配性：工业镜头应与相机或图像传感器适配，并能够正确对焦和调整光圈。
5. 耐用性：工业镜头通常需要在复杂或恶劣的工作环境下使用，应具备耐用、防护、防尘、防水等特性。
6. 镜头接口和机械尺寸：选择与现有设备或系统兼容的镜头接口和机械尺寸，以便方便安装和调整。
7. 成本和性价比：根据实际预算，选择性价比高的工业镜头。不仅要考虑价格，还要综合考虑其它因素如性能、可靠性、售后服务等。
此外，还需要考虑特殊需求，如红外光谱范围、特殊镀膜、自动对焦等功能。最好通过与专业的光学供应商或工业相机厂商合作，获得专业的技术支持和建议。

挑选工业镜头的需要知道参数要素有哪些

工业镜头基本参数
1、视野(FOV)
图像采集设备所能够覆盖的范围，它可以是在监视器上可以见到的范围，也可以是设备所输出的数字图像所能覆盖的最大范围。
2、最大/最小工作距离(Work Distance)
从物镜到被检测物体的距离的范围，小于最小工作距离大于最大工作距离系统均不能正确成像。
3、景深(Depth Of Field)
在某个调焦位置上，景深内的物体都可以清晰成像。
4、畸变
几何畸变指的是由于镜头方面的原因导致的图像范围内不同位置上的放大率存在的差异。几何畸变主要包括径向畸变和切向畸变。如枕形或桶形失真。
5、镜头接口
(1)C-MOUNT镜头的标准接口之一，镜头的接口螺纹参数：
公称直径：1
螺距：32牙
(2)CS-Mount是C-Mount的一个变种，区别仅仅在于镜头定位面到图像传感器光敏面的距离的不同，C-Mount是17。5mm，CS-Mount是12。5mm。
(3)C/CS能够匹配的最大的图像传感器的尺寸不超过1"。
6、成像面
可以在镜头的像面上清晰成像的物方平面
7、光圈和F值
光圈是一个用来控制镜头通光量装置，它通常是在镜头内。表达光圈大小我们是用F值，如f1。4，f2，f2。8etc。
8、焦距
焦距是像方主面到像方焦点的距离。如16mm，25mm
工业镜头的视角、焦距
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。
工业镜头的安装尺寸和接口
所有的摄象机镜头均是螺纹口的，CCD摄象机的镜头安装有两种工业标准，即C安装座和CS安装座。两者螺纹部分相同，但两者从镜头到感光表面的距离不同。
C安装座:从镜头安装基准面到焦点的距离是17．526mm。
CS安装座:特种C安装，此时应将摄象机前部的垫圈取下再安装镜头。其镜头安装基准面到焦点的距离是12．5mm。如果要将一个C安装座镜头安装到一个CS安装座摄象机上时，则需要加装一个5mm厚的接圈。
镜头的尺寸
以摄象机镜头尺寸分镜头可以分为1英寸、2／3英寸、1／2英寸、1／3英寸、1／4英寸、1／5英寸等规格，下面是一个简单的芯片尺寸规格表:
摄像机镜头规格应视摄象机的CCD尺寸而定，两者应相对应。大概:
★ 摄像机的C C D靶面大小为1／2英寸时，镜头应选1／2英寸。
★ 摄像机的C CD靶面大小为1／3英寸时，镜头应选1／3英寸。
★ 摄像机的C C D靶面大小为1／4英寸时，镜头应选1／4英寸。
如果镜头尺寸比摄像机CCD靶面尺寸大时，将使图像视野比镜头视野小，即不能很好地利用镜头的视野；如果镜头尺寸比摄像机CCD靶面尺寸小时，将发生“隧道效应”，即图像有圆形的黑框，像在隧道里拍的一样。
监控相机一般都比较小，甚至小于1/3英寸；工业相机稍微大一些，一般1/2英寸到1英寸不等；传统的135相机底片比当前的一般感光芯片都 大，36mm×24mm（1.4英寸×0.9英寸），画面对角线长度为43mm（1.7英寸），即是1.7英寸的，120中幅相机，其感光面尺寸有三 种:45×60mm、60×60mm和90×60mm，可见画幅更大。

工业视觉摄像头怎么选型

选择工业镜头时，要注意：
1.C接口还是CS接口，C接口的接口距离是17.5mm，CS接口的接口距离是12.5mm，用错了就不能合焦;
2.要根据感光器件的大小来选择镜头，是2/3寸感光芯片的要选择对应成像圈的镜头，如果选择了1/3"或1/2“的，会出现很大的暗角。
3.选择焦距，即选择视野范围比观测范围稍大一点的镜头。
4.景深与光环境的配合，光线充足，配备光源照射的地方可以选用小光圈，加大景深，提高拍摄清晰度。光线不足的地方需要稍大一点的光圈或采用高感光度的感光芯片。

如何选择合适的工业相机，选择工业相机镜头时要注意哪些问题

工业相机是机器视觉系统中的一个关键组件,工业相机一般安装在机器流水线上代替人眼来做测量和判断,选择合适的相机也是机器视觉系统设计中的重要环节,那如何选择合适的工业相机呢?选择工业相机镜头时，要注意哪些问题呢?下面就一起来了解下。
如何选择合适的工业相机
1、根据应用的不同分别选用CCD或CMOS相机
CCD工业相机主要应用在运动物体的图像提取，当然随着CMOS技术的发展，很多贴片机也在选用CMOS工业相机。用在视觉自动检查的方案或行业中一般用CCD工业相机比较多。CMOS工业相机由成本低，功耗低也应用越来越广泛。
2、分辨率的选择
首先考虑待观察或待测量物体的精度，根据精度选择分辨率。相机像素精度=单方向视野范围大小/相机单方向分辨率。则相机单方向分辨率=单方向视野范围大小/理论精度。
若单视野为5mm长，理论精度为0.02mm，则单方向分辨率=5/0.02=250。然而为增加系统稳定性，不会只用一个像素单位对应一个测量/观察精度值，一般可以选择倍数4或更高。这样该相机需求单方向分辨率为1000，选用130万像素已经足够。
其次看工业相机的输出，若是体式观察或机器软件分析识别，分辨率高是有帮助的;若是VGA输出或USB输出，在显示器上观察，则还依赖于显示器的分辨率，工业相机的分辨率再高，显示器分辨率不够，也是没有意义的;利用存储卡或拍照功能，工业相机的分辨率高也是有帮助的。
3、相机帧数选择
当被测物体有运动要求时，要选择帧数高的工业相机。但一般来说分辨率越高，帧数越低;
4、与镜头的匹配
传感器芯片尺寸需要小于或等于镜头尺寸，C或CS安装座也要匹配。
选择工业相机镜头时，要注意：
1.C接口还是CS接口，C接口的接口距离是17.5mm，CS接口的接口距离是12.5mm，用错了就不能合焦;
2.要根据感光器件的大小来选择镜头，是2/3寸感光芯片的要选择对应成像圈的镜头，如果选择了1/3或1/2的，会出现很大的暗角。
3.选择焦距，即选择视野范围比观测范围稍大一点的镜头。
4.景深与光环境的配合，光线充足，配备光源照射的地方可以选用小光圈，加大景深，提高拍摄清晰度。光线不足的地方需要稍大一点的光圈或采用高感光度的感光芯片。
以上就是选择合适的工业相机的方法及选择工业相机镜头时要注意的问题，希望以上内容对大家有帮助，相机的选择不仅直接决定所采集到的图像分辨率、图像质量等，同时也与整个系统的运行模式直接相关。因此大家在选购时需要非常认真、仔细哦。