教你如何选择工业相机镜头
工业相机镜头的基础知识!
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■解析度 表示一组物镜所能见到了2点的最小间隔 0.61x 使用波长(λ)/ NA=解析度(μ) 以上的计算方法理论上可以计算出解析度，但不包括失真。 ※使用波长为550nm ■解像力 １mm中间可以看到黑白线的条数。单位（lp）/mm. ■MTF（Modulation Transfer Function） 成像时再现物体表面的浓淡变化而使用的空间周波数和对比度。
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工业镜头的主要类别：近摄物镜
近摄物镜
•接圈 简单的近摄物镜是在照相镜头和CCD相机之间加入 一个接圈，见图1.1－18 ，由此，CCD的敏感面可以位 于照相镜头的像方焦面的外面一段距离，从而可以摄取 到较近距离目标的像，但它受到图像清晰度的限制。
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工业镜头的主要类别：近摄物镜
近摄物镜
C接口和CS接口的区别
• C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17.5mm., CS型接口此距离为12.5mm.。 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。
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工业镜头的主要类别：常用摄像物镜 常用摄像物镜参数
•主要参数有焦距f 光圈数F和视场2ω . 经验公式：1/F *tanω √f=C
F型接口类型摄像物镜焦距表（mm） 类型 焦距 鱼眼型 7.5,15 超广角型 17,20 广角型 24,28,35 标准型 50
C,CS型接口类型摄像物镜焦距表(mm) 类型 焦距 1/3″ 2.8-3.5 1/3 ″,1/2 ″ 3.5-6 2/3 ″,1 ″ 8-75
工业相机基本参数以及选型参考（二）
工业相机基本参数以及选型参考（二）•分辨率相机每次采集图像的像素点数，一般对应于光电传感器靶面排列的像元数，如1920*1080。
•像素深度每位像素数据的位数，常见的是8bit，10bit，12bit。
分辨率和像素深度共同决定了图像的大小。
例如对于像素深度为8bit的500万像素，则整张图片应该有500万*8/1024/1024=37M（1024bit=1KB，1024KB=1M）。
增加像素深度可以增强测量的精度，但同时也降低了系统的速度，并且提高了系统集成的难度（线缆增加，尺寸变大等）。
•最大帧率/行频相机采集和传输图像的速度，对于面阵相机一般为每秒采集的帧数（Frames/Sec），对于线阵相机为每秒采集的行数（HZ）。
•曝光的方式和快门速度工业线阵相机都是逐行曝光的方式，可以选择固定行频和外触发同步的方式，曝光时间可以与行周期一致，也可以设定一个固定的时间；面阵相机有帧曝光、场曝光和滚动曝光几种常见方式，工业数字相机一般都提供外触发采图的功能，快门速度一般可到10ms，高速相机还会更快。
•像元尺寸像元大小和像元数（分辨率）共同决定了相机靶面的大小。
目前工业数字相机像元尺寸一般位3μm~10μm，一般像元尺寸越小，制造难度越大，图像质量也越不容易提高。
•光谱响应特性是指该像元传感器对不同光波的敏感特性，一般响应范围为350nm~1000nm，一些相机在靶面前面加了一个滤镜，滤除红外线，如果系统需要对红外感光时可去掉该滤镜。
•工业相机噪声噪声是指成像过程中不希望被采集到的，实际成像目标之外的信号。
总体上分为两类，一类是由有效信号带来的散粒噪声，这种噪声对任何相机都存在；另一类是相机本身固有的与信号无光的噪声。
它是由于图像传感器读出电路、相机信号处理与放大电路带来的固有噪声，每台相机的固有噪声都不一样。
•信噪比相机的信噪比定义为图像中信号与噪声的比值（有效信号平均灰度值与噪声均方根的比值），代表了图像的质量，图像信噪比越高，相机性能和图像质量越好。
工业镜头相关参数
工业镜头相关参数工业镜头是一种用于工业应用的专用光学镜头，广泛应用于机器视觉系统、工业自动化设备、医疗设备等领域。
在选择和使用工业镜头时，了解相关参数是非常重要的。
本文将介绍一些常见的工业镜头相关参数，帮助读者更好地理解和选择适合自己需求的工业镜头。
1. 焦距 (Focal Length)焦距是工业镜头最基本的参数之一，它决定了镜头的放大倍率和视场角。
焦距越长，所拍摄的场景越小，放大倍率越大；焦距越短，所拍摄的场景越大，放大倍率越小。
一般来说，焦距越长的镜头适用于需要放大细节的应用，焦距越短的镜头适用于需要拍摄大范围场景的应用。
2. 对焦范围 (Focus Range)对焦范围是指工业镜头能够清晰对焦的距离范围。
在工业应用中，对焦范围通常需要根据实际需求来选择。
对焦范围较小的镜头适合需要对焦于近距离物体的应用，对焦范围较大的镜头适合对焦于远距离物体的应用。
3. 光学口径 (Optical Aperture)光学口径是指工业镜头镜片的直径大小，决定了镜头能够通过的光线量。
光学口径越大，镜头能够通过的光线越多，适用于低光条件下的拍摄。
光学口径对应的F值也是评估镜头透光能力的指标，F值越小，透光能力越强。
4. 图像传感器尺寸 (Image Sensor Size)图像传感器尺寸是指工业相机所使用的图像传感器的尺寸大小。
工业镜头的图像传感器尺寸需要与相机的图像传感器尺寸相匹配才能获得最佳的成像效果。
常见的图像传感器尺寸有1/3英寸、1/2英寸、2/3英寸等。
5. 解析度 (Resolution)解析度是指工业镜头能够捕捉和呈现的图像细节数量和清晰度。
解析度通常以水平线对应的图像细节数量来表示，单位为线对每毫米。
较高的解析度意味着镜头能够捕捉更多的细节并提供更清晰的图像。
6. 失真率 (Distortion)失真率是评估工业镜头图像形变程度的指标。
镜头失真会使图像形状发生扭曲或拉伸，影响成像的准确性。
低失真率的工业镜头能够提供更真实、更准确的图像。
工业相机镜头的参数与选型
工业相机镜头的参数与选型一、镜头的基本参数1.焦距：焦距是指光线汇聚所发生的位置与感光器或像素元件的距离。
工业相机镜头的焦距可以根据实际需求进行选择，一般有固定焦距和变焦两种类型。
2.光圈：光圈是指镜头的进光量大小的调节装置，它能控制进入相机的光线的数量。
光圈大小直接影响相机的景深和光线透过能力。
在选择工业相机镜头时，一般需要根据实际应用场景和光线条件进行合理选择。
3.像距和像高：像距是指感光器到镜头最近点的距离，像高则是指光线通过镜头时物体成像产生的像的高度。
像距和像高的大小会影响到相机的成像范围和分辨率，因此在选型过程中需要进行合理的规划和计算。
4.解像度：解像度是指相机镜头的成像能力，也称为像场解析力。
工业相机镜头的解像度决定了相机系统的成像质量和分辨率，因此在选型过程中需要特别关注。
二、特殊需求1.特殊光谱：一些工业应用中，需要对特定光谱范围内的物体进行成像。
对于这种需求，可以选择特殊波段的工业相机镜头，如红外镜头、紫外镜头等。
2.防尘防水抗振动：在一些工业生产环境中，会存在较高的尘土、水汽等干扰因素，此时需要选择具有防尘防水和抗振动功能的工业相机镜头，以保证镜头稳定可靠的工作。
3.镜头接口：根据实际应用需求和相机的类型，需要选择合适的镜头接口，如C口、CS口、F口、M42口等。
三、选型准则1.根据应用需求确定参数：首先要明确工业相机镜头的应用场景和目标，根据需要选择合适的焦距、光圈、像距等基本参数。
2.考虑成像质量和分辨率：成像质量是选型过程中最关键的因素之一，要选择具有较高解像度和尽量少的光学畸变的镜头。
3.考虑工作环境：根据实际工作环境的特点，选择具有防尘防水和抗振动功能的镜头。
4.考虑成本和性价比：工业相机镜头的价格差异较大，要根据实际需求和预算选择相应的镜头，综合考虑成本和性价比。
5.选择可替换镜头：由于工业应用的多样性和发展需求的变化，选择可替换镜头可以提高系统的灵活性和可拓展性。
工业相机镜头地全参数与选型
工业相机镜头地全参数与选型工业相机镜头是工业自动化领域中重要的设备之一，广泛应用于机器视觉、智能检测、无损检测等领域。
在选购工业相机镜头时，需要考虑到相机的应用环境、被测物体的特性以及相机镜头的参数。
本文将介绍工业相机镜头的全参数并进行选型分析。
一、工业相机镜头的全参数1.焦距(Focal Length)：焦距是镜头将光线聚焦的能力。
不同的焦距会影响镜头的视角和放大倍数。
一般来说，较长焦距的镜头具有较大的放大倍数和较小的视角，适合远距离拍摄；较短焦距的镜头具有较小的放大倍数和较大的视角，适合近距离大范围拍摄。
2.镜头结构(Lens Structure)：镜头的结构包括透镜的数量和排列方式。
常见的结构有单透镜结构、双透镜结构、复合透镜结构等。
不同的结构会影响成像质量、畸变程度和成本。
3.光圈(Aperture)：光圈控制着进入相机的光线量，它是一个由多个薄片组成的机械装置。
可以通过调节光圈的大小来控制曝光量和景深。
较大的光圈适合拍摄光线较暗的场景，提高曝光量；较小的光圈适合拍摄光线较亮的场景，提高景深。
4.最小对焦距离(Minimum Focus Distance)：最小对焦距离是指物体与镜头的最小距离，也是相机能够聚焦的最小距离。
镜头的最小对焦距离直接影响镜头的应用范围，较小的最小对焦距离适合拍摄微小物体，较大的最小对焦距离适合拍摄大型物体。
5.最大光学放大倍率(Maximum Optical Magnification)：最大光学放大倍率是镜头能够放大物体的倍数。
较大的光学放大倍率可以提高图像的清晰度和细节，适合拍摄对细节要求较高的场景。
6.视场角(Field of View)：视场角是指从相机镜头看到的场景范围。
它受到镜头焦距、相机感光元件尺寸和被测物体距离的影响。
一般来说，较长焦距的镜头具有较小的视场角，较短焦距的镜头具有较大的视场角。
7.图像传感器尺寸(Image Sensor Size): 图像传感器尺寸是指相机感光元件的尺寸。
机器视觉中用工业镜头与工业相机CCD选型指导手册道
机器视觉中用工业镜头与工业相机CCD选型指导手册道镜头的参数指标光学镜头一般称为摄像镜头或摄影镜头，简称镜头，其功能就是光学成像。
在机器视觉系统中，镜头的主要作用是将成像目标聚焦在图像传感器的光敏面上。
镜头的质量直接影响到机器视觉系统的整体性能;合理选择并安装光学镜头，是机器视觉系统设计的重要环节。
1.镜头的相关参数1焦距焦距是光学镜头的重要参数，通常用 f 来表示。
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。
2光阑系数即光通量，用 F 表示，以镜头焦距 f 和通光孔径 D 的比值来衡量。
每个镜头上都标有最大 F 值，例如6mm/F1.4 代表最大孔径为 4.29 毫米。
光通量与 F 值的平方成反比关系，F 值越小，光通量越大。
镜头上光圈指数序列的标值为 1.4，2，2.8，4，5.6，8，11，16，22 等，其规律是前一个标值时的曝光量正好是后一个标值对应曝光量的 2 倍。
也就是说镜头的通光孔径分别是 1/1.4，1/2，1/2.8，1/4，1/5.6，1/8，1/11，1/16，1/22，前一数值是后一数值的根号 2 倍，因此光圈指数越小，则通光孔径越大，成像靶面上的照度也就越大。
3景深摄影时向某景物调焦，在该景物的前后形成一个清晰区，这个清晰区称为全景深，简称景深。
决定景深的三个基本因素: 光圈光圈大小与景深成反比，光圈越大，景深越小。
焦距焦距长短与景深成反比，焦距越大，景深越小。
物距物距大小与景深成正比，物距越大，景深越大。
1_工业相机原理及选型指导
1_工业相机原理及选型指导工业相机是一种在工业生产环境中应用的特殊相机，用于进行工艺控制、质量检测和自动化生产等领域。
相比于普通相机，工业相机具有更高的分辨率、更快的速度和更强的稳定性。
本文将介绍工业相机的原理以及选型指导。
一、工业相机的原理工业相机的原理与普通相机的原理基本相同，都是通过光学系统将被拍摄物体的图像转换成电信号，然后通过图像采集芯片进行处理和传输。
不同的是，工业相机往往需要满足高速、高分辨率和高稳定性的要求，因此在光学系统、图像传感器和图像处理等方面有一些特殊设计。
光学系统：工业相机通常采用高质量的镜头和滤光片，以保证图像的清晰度和色彩还原度。
此外，还会根据实际应用需求选择合适的镜头焦距和光圈大小，以获取所需的视野范围和景深。
图像传感器：工业相机常用的图像传感器有CCD和CMOS两种。
CCD 传感器具有较高的光电转换效率和较低的噪声水平，适用于对图像质量要求较高的应用；CMOS传感器则具有较快的读取速度和较低的功耗，适用于高速图像采集和处理的场景。
选取合适的图像传感器需根据实际需求进行权衡。
图像处理：工业相机通常会搭配专用的图像处理芯片，用于对图像进行增强、噪声抑制、畸变校正等处理。
此外，还可以根据需要进行图像压缩和编码，以节省存储和传输带宽。
二、工业相机的选型指导1.分辨率：分辨率是指相机可以拍摄到的图像细节数量，通常以像素表示。
在选择工业相机时，需根据实际应用需求确定所需分辨率大小。
一般来说，分辨率越高，图像细节越丰富，但相应地也会增加图像处理和存储的负担。
2.速度：速度是指相机读取和传输图像的能力。
在高速生产线上，需要快速捕捉到工件的图像进行检测和判断，因此需要选择读取速度较快的相机。
一般来说，高速相机的读取速度可以达到每秒数百到数千张图像。
3.稳定性：工业相机通常要面对工业生产环境中的振动、温度变化等因素，因此需要具备较高的稳定性。
在选择工业相机时，需要关注相机的抗振动能力、温度范围和防尘防水等级。
工业相机镜头选用简述
工业相机镜头选用简述在维视图像北京公司的官网上，我们已经连续发表几篇《深度解析工业镜头核心参数》的文章来阐述工业镜头，今天我们换一个角度，从工业相机镜头的选用来分析，为大家在选择工业镜头时提供一些参考。
1、镜头的分类如上图，大致按照工业相机对镜头进行了区分。
对于1/3形，1/2形，2/3形等小尺寸有效像圆径的工业镜头常常使用C接口。
可是，C接口镜头，即使1形的镜头有效像圆径也只有约16mm，如果对于再大尺寸的CCD便不能使用了，CS接口除了从成像基准面到镜头的距离少约5毫米外，其它的都一样，至于更详细的说明这个大家可参考《Microvision产品使用前必读》。
这时，用的较多的是常用在35mm照相机上的K，F接口镜头。
另外，按照分辨能力可分为25-100万像素用工业镜头与500-1000万像素用工业镜头。
按照入射光的光谱可分为一般可视光镜头，紫外线镜头，红外线镜头等。
其他，在比较特殊的场合，我们还会用到拍摄较大观察对象时的广角镜头，可对大小不同观察物瞬间聚焦的变焦镜头等。
2、镜头的性能和特性（1）高分辨力，下表为F值和分辨能力的关系。
（2）畸变，与分辨能力同样重要的要素还有畸变（3）均一充分的亮度对于机器视觉用镜头，光圈开满时的最大亮度值太太被认为是很重要的。
可是，中心部明亮而周边部分灰暗的现象确是要防止的。
（4）耐振荡冲击性，耐振荡冲击性对于机器视觉用镜头是最重要的课题之一。
因此，镜头的零部件多数为金属材料，同时，，对焦点，光圈的调整均采用螺钉用来做固定，以达到减轻振荡•冲击的功效。
（5）小型化，由于照相机被设置的空间有所限制，小型化也成为比较重要的因素。
例如:C接口的安装尺寸按照基准为￠30mm以下。
（6）其他①光圈控制: 一般，机器视觉镜头都是通过手动来调整光圈的，不过，为了对应被拍对象的亮度变化，有时也有远距离控制光圈的要求。
②Zoom，AF，可变焦点镜头: 一般，机器视觉用镜头没有自动变焦功能。
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教你如何选择工业相机镜
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Revised final draft November 26, 2020
教你如何选择工业相机镜头
工业相机镜头的选择过程，是将工业相机镜头各项参数逐步明确化的过程。
作为成像器件，工业相机镜头通常与光源、相机一起构成一个完整的图像采集系统，因此工业相机镜头的选择受到整个系统要求的制约。
一般地可以按以下几个方面来进行分析考虑。
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。
关于工业相机镜头的工作波长，常见的是可见光波段，也有其他波段的应用。
是否需要另外采取滤光措施单色光还是多色光能否有效避开杂散光的影响把这几个问题考虑清楚，综合衡量后再确定镜头的工作波长。
二、特殊要求优先考虑
结合实际的应用特点，可能会有特殊的要求，应该先予明确下来。
例如是否有测量功能，是否需要使用远心镜头，成像的景深是否很大等等。
景深往往不被重视，但是它却是任何成像系统都必须考虑的。
三、工作距离、焦距
工作距离和焦距往往结合起来考虑。
一般地，可以采用这个思路：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。
四、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。
五、光圈和接口
工业相机镜头的光圈主要影响像面的亮度。
但是现在的机器视觉中，最终的图像亮度是由很多因素共同决定的：光圈、相机增益、积分时间、光源等等。
所以为了获得必要的图像亮度有比
较多的环节供调整。
工业相机镜头的接口指它与相机的连接接口，它们两者需匹配，不能直接匹配就需考虑转接。
六、成本和技术成熟度
如果以上因素考虑完之后有多项方案都能满足要求，则可以考虑成本和技术成熟度，进行权衡择优选取。
例如，要给硬币检测成像系统选配工业相机镜头，约束条件：相机CCD2/3英寸，像素尺寸4.65μm，C口。
工作距离大于200mm，系统分辨率0.05mm。
光源采用白色LED光源。
基本分析如下：
1.与白色LED光源配合使用的，镜头应该是可见光波段。
没有变焦要求，选择定焦镜头就可以了。
2.用于工业检测，其中带有测量功能，所以所选镜头的畸变要求小。
3.工作距离和焦距
成像的放大率M=4.65/（0.05x1000）=0.093
焦距f’=L*M/（M+1）=200*0.093/1.093=17mm
物距要求大于200mm，则选择的镜头要求焦距应该大于17mm。
4.选择镜头的像面应该不小于CCD尺寸，即至少2/3英寸。
5.镜头的接口要求是C口，能配合相机使用。
光圈暂无要求。
从以上几方面的分析计算可以初步得出这个镜头的“轮廓”：焦距大于17mm，定焦，可见光波段，C口，至少能配合2/3英寸CCD使用，而且成像畸变要小。
按照这些要求，可以进一步的挑选，如果多款镜头都能符合这些要求，可以择优选用。