工业镜头原理及选型指导资料
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。
工业镜头选型技巧有哪些？
上海嘉肯光电科技有限公司:机器视觉光源的研发工业镜头选型技巧有哪些？在机器视觉系统中工业相机、图像处理软件和机器视觉光源固然很重要，但是光学镜头也是系统中必不可少的部件，直接影响成像质量的优劣，影响算法的实现和效果。
所以其作用亦不可或缺，系统若想完全发挥其功能，工业镜头必须要能够满足要求才行。
选择合适的工业镜头，是降低机器视觉系统成本，提高系统稳定性的重要步骤。
当为视觉系统选择镜头的时候，应该分析下面几个因素，就可以针对具体应用确定合适的镜头。
距离约束自动化机器视觉系统和装配线所需的空间差异很大，不同的系统应用需要不同的安装空间。
所谓的工作距离，是指当图像在焦距范围内的时候，物体和工业相机镜头前端的距离。
它限制了视觉系统以及和视觉系统一起工作的设备所需要的空间。
景深光学系统的性能取决于允许的图像模糊程度，模糊可能源于物体平面或者图像平面的位置漂移。
景深是指由探测器移动引起的可以接受的模糊范围，它依赖于工作F数，可以用来衡量镜头的聚光能力。
物体特性上海嘉肯光电科技有限公司:机器视觉光源的研发 在为机器视觉系统选择工业镜头之前，必须确定物体特性和分析环境。
这个可视区域叫做无遮挡视场（FOV），相机芯片大小对于确定FOV所需要的光学放大倍数是非常重要的。
视野FOV：拍摄目标的大小。
工作距离WD：工业相机（镜头）到目标的距离。
配合使用工业相机的芯片大小。
由上面三个参数，可以确定使用镜头的焦距。
是否需要光学变焦：有些项目需要对不同的层面的目标进行拍摄的，所以可能需要考虑光学变焦镜头。
是否需要自动光圈：有些案例，周围光照不一致，需要考虑自动光圈，以保证图像亮度的一致性。
是否需要自动对焦：如果物体会出现在不同的层面，可以考虑自动对焦功能。
上海嘉肯光电科技有限公司是一家专业从事机器视觉光源的研发、生产和销售为一体的高新技术企业。
以工业检测、机器视觉、图像处理、科学研究等领域为主要研发及经营方向。
此外，公司还代理工业镜头、工业相机、图像采集卡、图像处理软件和各类视觉附件。
工业镜头选型前的需知内容
工业镜头选型前的需知内容在机器视觉中，工业镜头的选型和工业相机的选型一样重要，工业镜头作为光进入相机成像芯片的前沿部分，对成像质量起着至关重要的作用。
为了更好的理解工业镜头，帮助大家有能力实现对工业镜头的选型，有必要先讲解一下有关光学系统的基本概念。
光学系统光学系统是由一系列折射或者反射表面组成，各个表面的曲率中心通常位于同一条直线上，这条直线就叫光轴，这样的光学系统则称为共轴光学系统。
目前，大部分工业镜头都属于共轴光学系统。
理想的光学系统，就是能对任意宽空间内的点以任意宽的光束成完善像的光学系统。
而实际上，光学系统由于各种像差的存在，不可能得到完善的像，因此需要严格精细的计算和设计，校正其各类像差，使其对于一定大小的物体以一定宽的光束所成的像尽量完善。
光心与光轴光心是透镜的光学中心，通过这点的光线穿过透镜时不改变方向，上图中的点O即为光心。
光轴或主光轴是指透镜通过光心的两个折射面曲率中心的连线及其延长线，也可简单理解为透镜的两个球面球心的连线。
焦点与焦平面物方所有平行于光轴入射的光线经过光学系统后都将通过像方光轴上的一点F′，该点称为光学系统的像方焦点或后焦点，过像方焦点的垂轴平面称为像方焦平面。
物方光轴上的一点F所发出的光线经过光学系统后，平行于光轴出射，则该点称为光学系统的物方焦点或前焦点，过物方焦点的垂轴平面称为物方焦平面。
主点与主平面物方一条平行于光轴的光线AE通过光学系统后，出射光线G'F'通过像方焦点F'，延长这一对共轭光线相交于一点Q'，过点Q'作垂直于光轴的平面Q'H'，平面Q'H'称为像方主平面或后平面，其与光轴的交点H'称为像方主点或后主点。
同样，自物方焦点F发出的一条光线GF通过光学系统后，出射光线A'E'平行于光轴，延长这一对共轭光线相交于一点Q，过点Q作垂直于光轴的平面QH，平面QH称为物方主平面或前平面，其与光轴的交点H称为物方主点或前主点。
工业镜头
采用技术
1.调焦技术
对于镜头来讲，不同物距上的目标成像的像距是不同的。对于需要观察的目标，它的成像面不一定与相机感 光面重合，为了得到清晰像，就需要调整成像面的位置使之与感光面重合，这个过程就是调焦。
整组移动
这种调焦方式，就是调节过程中整个镜头一起前后移动，带动像面随之移动，在像面与相机感光面重合时， 成像最清晰。这种整体调焦方式，不改变镜头的光学结构，镜头焦距没有变化。
焦距
焦距是主点到成像面的距离。这个数值决定了摄影范围的不同。数值小，成像面距离主点近，是短焦距镜头。 这种情况下的的画角是广角、可拍摄广大的场景。相反的、主点到成像面的距离远时、是长焦距镜头，画角变窄 （望远）。
镜头通光量
镜头的明亮度与口径和焦距的变化有关。一般用F值表示镜头的明亮度，另外镜头里有用于调整亮度的光圈构 件，可根据使用条件来调整通光量。
镜头计算公式
Y=f*tanθ y：像的大小 f：焦距θ：半画角 θ=2tan-1*y/2f 例：1/2寸摄像机配12.5mm镜头时画面横向的视场面是： θ=2tan-1*6.4/2*12.5=28.72
镜头的景深
物体和镜头之间距离（W.D）虽然变化，介在前后一定范围内所成像仍然感觉清晰，这个距离范围补称为景 深。相反的，对应于确定的物平面，成像面和镜头之间的距离不同，但在一定的范围内图像仍感觉清晰，称为焦 深。
单组移动
还有一种调焦方式，就是调节镜头中的某一组透镜，使它想对于其他透镜前后移动，也能带动像面平移，最 终使像面与感光面重合，达到成像清晰。这种调焦方式，改变了镜头的光学结构，镜头焦距有所变化（一般不 大）。
例如，前面的透镜组对无穷远的目标成像在Image面上（也是CCD感光面位置），后工作距离L’,现在要对近 处目标成像，像面位置在Image‘，为了成像清晰需要调焦。
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连续变倍镜头： 放大倍数可以在一定范围内连续无极调节的光学镜头。比较常见的变倍范围在0.7X～ 4.5X，变倍比1:6.5；变倍比即最大倍比最小倍；该种镜头一般应用在精确测量行业，比 如二次元影像测量仪；选用连续变倍镜头应该注意： 1、工作距离：该类常规镜头的工作距离大多在90mm左右 2、能否齐焦：就是在设计的工作距离，调节放大倍数图像都是清楚的。 3、数值孔径的大小：
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像方远心镜头
物方主光线平行于光轴主光线的会聚中心位于像方无限远，称之为像方远心光路。通过在 物方焦平面上放置孔径光阑，使像方主光线平行于光轴，从而虽然CCD芯片的安装位置有 改变，在CCD芯片上投影成像大小不变。
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双侧远心镜头兼于上面两种远心镜头的优点。在工业图像处理中，一般只使用物方远心镜 头。偶尔也有使用双侧远心镜头的，（当然价格更高）。而在工业图像处理/机器视觉这 个领域里，像方远心镜头一般来说不会起作用的，因此这个行业很少用它的。
那么孔径光阑和视场光阑的比较和联系为： 1、孔径光阑限制成像光束的孔径，即决定成像的照度、分辨率； 2、视场光阑决定视场，及物体成像的范围； 3、孔径光阑缩小时，每一物点成像光束孔径角变小，像面照度减小，但成像范围不 变； 4、视场光阑缩小时，成像范围变小，但成像物点的孔径角变小，及像的照度不变。 我们通常所说的光圈就指孔径光阑，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8mm /F1.4代表最大孔径为5.7毫米。F值越小圈越大，F值 越大，光圈越小。
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2、数值孔径（NA）： 是一个无量纲的数，用以衡量该系统能够收集的光的角度范围。是显微镜物镜 重要参数。也是工业镜头分辨率的重要影响参数。 数值孔径越大，工作距离越短。（显微物镜） 数值孔径越大，分辨率越高，否则反之。（工业镜头）
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。
教你如何选择工业相机镜头(精)
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。
工业镜头工作原理
工业镜头工作原理
工业镜头是一种用于工业应用的光学镜头，其工作原理基于光学成像原理。
工业镜头主要由透镜、光圈和对焦机构三个部分组成。
透镜是工业镜头的核心部件，通过它实现对光线的折射、聚焦和成像。
光圈则可以控制光线进入透镜的大小，从而影响成像的深度和清晰度。
对焦机构则可以调整透镜的位置，使其能够在不同距离的物体上获得清晰的成像效果。
工业镜头的成像原理是利用透镜对光线的折射和聚焦，将物体上发出的光线聚焦到成像平面上，形成一个清晰的像。
成像平面通常是一块光敏感材料，例如CCD或CMOS芯片，它们能够将光线转换为电信号并传输到后续的处理设备中。
除了成像原理外，工业镜头的性能还受到多种因素的影响，例如透镜的质量、光圈的大小、对焦机构的精度等。
因此，在工业应用中，需要根据具体的需求选择合适的工业镜头来实现高质量的成像效果。
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工业镜头原理及选型指导资料
工业镜头是应用于工业领域的一种特殊类型的摄像机镜头，它具有高
分辨率、长工作距离、大光圈和低失真等特点。
本文将介绍工业镜头的原
理和选型指导，并提供相应的资料供读者参考。
一、工业镜头原理
1.光学原理：工业镜头的核心是透镜组，它由多个透镜组成，根据需
要可以进行调焦和变焦。
透镜组通过改变光的入射角度和折射角度来成像，从而将图像投射到图像传感器上。
2.成像原理：工业镜头采用的传感器类型主要有CCD和CMOS。
当光
线穿过透镜组后，到达传感器上，传感器会将光线转化为电信号，并通过
差异电压表示图像的亮度和颜色。
3.分辨率原理：工业镜头的分辨率决定了它能够清晰捕捉多少细节。
分辨率受到镜头本身和传感器的限制，具体取决于透镜组的制造工艺和传
感器的像素数量。
二、工业镜头选型指导
1.工作距离：根据应用需求确定工作距离，即镜头到被拍摄对象的距离。
对于远距离拍摄，需要选择长焦距的镜头；对于近距离拍摄，需要选
择短焦距的镜头。
2.光圈：光圈决定了镜头的透光量，越大的光圈能够获取更多的光线，提高图像的亮度和清晰度。
根据光线条件和应用环境选择合适的光圈大小。
3.视场角度：视场角度决定了镜头能够拍摄的范围。
根据需要确定视
场角度，从而选择合适的广角、标准或长焦镜头。
4.变焦功能：根据需要选择固定焦距还是变焦镜头。
固定焦距镜头适
合拍摄相对稳定的物体，而变焦镜头能够提供更大的灵活性。
5.成像质量：根据需要选择透镜组的成像质量。
成像质量包括分辨率、失真、色彩还原度等指标，对于高要求的应用，需选择具有更高成像质量
的镜头。
6.成本：根据预算和应用需求进行合理权衡，选择适合的工业镜头。
一般来说，高质量的镜头价格较高，但在一些特殊应用中，需要考虑成本
与性能之间的平衡。
1.工业镜头技术手册：包含了各种镜头的规格、特性、实际应用案例
等详细信息，有助于理解不同镜头的性能差异和选择合适的镜头。
2.工业相机制造商的产品手册：大多数工业相机制造商提供详细的产
品手册，包括其产品线的技术参数、性能特点和适用场景等信息。
3.工业镜头的技术指南和选型指南：一些技术机构和工业镜头制造商
提供了关于工业镜头选择的指导资料，介绍了从基本原理到实际应用的一
些重要知识。
4.互联网资源：通过引擎查找相关的技术文章、行业论坛、案例分享
等资源，可以获取更多有关工业镜头的信息和选型指导。
以上是工业镜头原理及选型指导的相关资料，希望对读者了解工业镜
头的原理和选择合适的镜头有所帮助。
在实际应用中，建议根据具体需求，并参考相关专业资料，选择适合的工业镜头。