工业镜头视场、倍率、焦距之间的关系
一、焦距的计算方法
二、光学放大倍率的计算方法
三、市场的计算方法
四、视野表
光学放大倍率
2/3"(宽度×长度×对角线)
显示器 放大倍率
1/2"(宽度×长度×对角线)
显示器 放大倍率
1/3"(宽度×长度×对角线)
显示器 放大倍率
9"
14"
9"
14"
9"
14"
x0.1
66x88x110
2.1
3.2
48x64x80
2.9
4.5
36x48x60
3.8
5.9
x0.14
47x63x79
2.9
4.5
34x46x57
4.0
6.2
26x34x43
5.3
8.3
x0.16
41x55x69
3.4
5.2
30x40x50
4.6
7.1
23x30x38
6.1
9.5
x0.18
37x49x61
3.8
5.8
27x36x44
5.1
8.0
20x27x33
6.9
10.7
x0.2
33x44x55
4.2
6.5
24x32x40
5.7
8.9
18x24x30
7.6
11.9
x0.3
22x29x37
6.3
9.7
16x21x27
8.6
13.4
12x16x20
11.4
17.8
x0.4
17x22x28
8.4
12.9
12x16x20
11.4
17.8
9x12x15
15.2
23.7
x0.5
13x18x22
10.5
16.2
9.6x12.8x16
14.3
22.3
7.2x9.6x12
19.1
29.7
x0.6
11x15x18
12.6
19.4
8.0x10.7x13
17.2
26.7
6x8x10
22.9
35.6
x0.7
9x13x16
14.7
22.6
6.9x9.1x11
20.0
31.2
5.1x6.9x8.6
26.7
41.5
x0.75
9x12x15
15.8
24.2
6.4x8.5x11
21.5
33.4
4.8x6.4x8.0
28.6
44.5
x0.8
8x11x14
16.8
25.8
6.0x8.0x10
22.9
35.6
4.5x6.0x7.5
30.5
47.4
x0.9
7.3x9.8x12.2
18.9
29.1
5.3x7.1x8.9
25.7
40.1
4.0x5.3x6.7
34.3
53.4
x1
6.6x8.8x11.0
21.0
32.3
4.8x6.4x8.0
28.6
44.5
3.6x4.8x6.0
38.1
59.3
x1.5
4.4x5.9x7.3
31.5
48.5
3.2x4.3x5.3
42.9
66.8
2.4x3.2x4.0
57.2
89.0
x2
3.3x4.4x5.5
42.0
64.6
2.4x3.2x4.0
57.2
89.0
1.8x2.4x3.0
76.2
119
x2.5
2.6x3.5x4.4
52.5
80.8
1.9x2.6x3.2
71.5
111
1.4x1.9x2.4
95.3
148
x3
2.2x2.9x3.7
63.0
96.9
1.6x2.1x2.7
85.8
134
1.2x1.6x2.0
114
178
x3.5
1.9x2.5x3.1
73.5
113
1.4x1.8x2.3
100
156
1.0x1.4x1.7
133
208
x4
1.7x2.2x2.8
84.0
129
1.2x1.6x2.0
114
178
0.9x1.2x1.5
152
237
x4.5
1.5x2.0x2.4
94.5
145
1.1x1.4x1.8
129
200
0.8x1.1x1.3
171
267
x5
1.3x1.8x2.2
105
162
1.0x1.3x1.6
143
223
0.7x1.0x1.2
191
297
x6
1.1x1.5x1.8
126
194
0.8x1.1x1.3
172
267
0.6x0.8x1.0
229
356
x7
0.94x1.26x1.57
147
226
0.69x0.91x1.14
200
312
0.51x0.69x0.86
267
415
x8
0.83x1.10x1.38
168
258
0.60x0.80x1.00
229
356
0.45x0.60x0.75
305
474
x9
0.73x0.98x1.22
189
291
0.53x0.71x0.89
257
401
0.40x0.53x0.67
343
534
x10
0.66x0.88x1.10
210
323
0.48x0.64x0.80
286
445
0.36x0.48x0.60
381
593
x11
0.60x0.80x1.00
231
355
0.44x0.58x0.73
315
490
0.33x0.44x0.55
419
652
x12
0.55x0.73x0.92
252
388
0.40x0.53x0.67
343
534
0.30x0.40x0.50
457
712
五、机器视觉中工业镜头的计算方式
1、WD 物距 工作距离（Work Distance，WD）。 2、FOV 视场 视野（Field of View，FOV）3、DOV 景深（Depth of Field）。 4、Ho:视野的高度5、Hi:摄像机有效成像面的高度(Hi来代表传感器像面的大小)6、PMAG:镜头的放大倍数 7、f:镜头的焦距 8、LE:镜头像平面的扩充距离
六、相机和镜头选择技巧
1、相机的主要参数: 感光面积SS（Sensor Size）2、镜头的主要参数: 焦距FL（Focal Length） 最小物距Dmin（minimum Focal Distance）3、其他参数: 视野FOV（Field of View） 像素pixel FOVmin=SS（Dmin/FL） 如:SS=6.4mm，Dmin=8in，FL=12mm pixel=640*480 则:FOVmin=6.4（8/12）=4.23mm 4.23/640=0.007mm 如果精度要求为0.01mm，1pixels=0.007mm<0.01mm 结论:可以达到设想的精度
七、工业相机传感器尺寸大小：
1/4″:(3.2mm×2.4mm)； 1/3″:(4.8mm×3.6mm)；1/2″:(6.4mm×4.8mm)； 2/3″:(8.8mm×6.6mm)；1″:(12.8mm×9.6mm)；
八、光学放大率
放大率 光学放大率
影像大小相对于物体的放大率 β=y’/y =b/a=NA/NA’=CCD相机元素尺寸/视场实际尺寸
电子放大率
电子放大率是用相机拍照成像在CCD上的像呈现在显示器的放大倍数
显示器放大率
显示器放大率是被拍物体通过镜头成像显示在显示器上的放大倍数 显示器放大率＝（光学放大率）×（电子放大率） 例如:光学放大率＝0. 2X, CCD大小1/2（对角线长8mm）,显示器14〃 电子放大率＝14×25.4/8＝44.45（倍） 显示器放大率＝0.2×44.45＝8.89（倍） （1寸＝25.4mm）
视场
视场是镜头与CCD相机连接时物体可被看见的范围大小 视场的大小是:（CCD格式大小）/（光学放大率） 例子:光学放大率＝0.2X，CCD1/2〃（4.8mm长，6.4mm宽） 视场大小 :长＝4.8/0.2＝24（mm） 宽＝6.4/0.2＝32（mm）
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机器视觉学习之工业镜头--硬件知识扫盲学习
今天我来介绍一下工业镜头的相关知识。在前些章节，我介绍了关于光源的知识，没看的同学可以前往观看
机器视觉学习之光源--硬件知识扫盲必看
如果工业相机没有镜头，那么Sensor感光就是一片噪点，聚焦不在物体上。镜头的作用是收集反射在物体表面的光并将其聚焦在CCD/CMOS上面。镜头就好比人的眼睛一样，人要看清楚一个物体，需要先构图聚焦到某一个物体上，晶状体相当于镜头，光线通过晶状体映射在眼球后部的视网膜上，视网膜上有很多感光细胞，此是视神经将这个信息传递给大脑，人就会感知到物体。
人眼成像
镜头一般由光学系统和机械装置构成，有些镜头也集成了自动调光圈、自动调焦的功能，小编也在实际项目中有用过此类镜头，主要做产品的兼容，比如需要满足不同大小、不同高度的产品，提高设备的柔性。
镜头按照焦距大小可以分为长焦镜头、标准镜头、广角镜头等按照通常可以分为安防用镜头（CCTV）、工业自动化镜头（FA）、广播级别镜头、高清系电视用镜头机器视觉行业通常有定倍镜头、变焦镜头、远心镜头、宏镜头、高清百万像素镜头、线扫镜头、内窥镜头等等。这些没有严格的划分界限。
镜头
在这里，我主要介绍一下工业镜头的参数和如何选型。镜头参数
焦距
焦距是从镜头的中心点到焦平面上锁形成的清晰图像的距离，焦距的大小直接决定视场的大小，焦距数值小，视野大，所观察的范围也越大，焦距数值大，视角小，所观察的范围小。根据焦距是否能调节，可分为定焦镜头和变焦镜头两大类。焦距和视野
光圈
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代表最大孔进为5.7mm，F值越小，光圈越大，F值越大，光圈越小 。光圈
最大兼容CCD尺寸
镜头成像直径需要覆盖CCD/CMOS的芯片尺寸。如下图中所示左边为尺寸表格，右边展示了镜头尺寸小于CCD尺寸和镜头尺寸大于CCD尺寸效果，可以看到，镜头尺寸小于CCD尺寸会在图像的四个角留下黑色的边框，因为这部分已经被镜头挡住了。Sensor大小与镜头关系
接口
镜头和相机连接接口，最常用的有C、CS、F、V、T2、Leica、M43*1、M75*0.75等接口。景深
景深是指在被拍摄的物体聚焦清晰后，在物体前后一定距离内，任然可以看清楚的范围。景深随着镜头的光圈值、焦距、拍摄距离变化变化而变化。光圈越大，景深越小；光圈越小，景深越大。焦距越长，景深越小，焦距越短，景深越大；距离拍摄物体越近时，景深越小；距离拍摄物体圆时，景深越大 。景深
分辨率
分辨率代表镜头记录物体细节的能力，以每毫米里面能够分清黑白对线数量为计量单位“线对/毫米”。分辨率越高的镜头成像越清晰，价格也越贵。分辨率线对
典型的分辨率测试图表
工作距离
镜头第一个工作表面到被测物体的距离工作距离
视野范围
相机实际拍摄到的尺寸大小，用FOV表示。光学放大倍数
CCD/FOV，芯片尺寸除视野范围后背焦
准确来说，后倍焦是相机的一个参数，值相机接口平面到芯片的距离，但在线阵扫描经呕吐或者大面阵相机镜头选型时，后倍焦是一个非常重要参数，它直接影响镜头配置。镜头选型
远心镜头
在这里，我分了一下，按照实际应用来，如果是单纯的测量任务我们选择远心镜头，如果我们的产品是10*8mm大小，那么我们一般在选择的时候视野大小选择产品大小1.5~2倍左右，那么选择远心镜头倍率就可以选择0.5~0.6倍都可以，远心镜头视野就是芯片尺寸除以倍率。远心镜头倍率表（图示，每个厂家都有自己产品型录）
FA镜头
选择镜头接口和最大CCD尺寸
镜头接口要根据相机接口匹配或者可以加转接环匹配,镜头可以支持最大的CCD尺寸大于等于相机Sensor尺寸选择镜头焦距
计算焦距图示
焦距计算
在已知芯片尺寸、工作距(WD）和视野(FOV)的情况下，可以计算出所需要镜头的焦距f选择镜头光圈
镜头的光圈大小决定图像的亮度，在拍摄高速移动的物体这个参数尤其重要，曝光时间要求很短，需要选用大光圈镜头，以提高图像的对比度。景深
这需要根据你的应用场景来具体选择， 如果你项目情况是产品有一定高度差，需要都能够看清楚，你就需要看重这个参数了。环境
这一步可选，需要根据你的实际情况来，严格的说也不算在选择镜头里面，有些应用场景需要滤光片，把不需要的光过滤，以免影响图像质量这是选择镜头的一般步骤。
当然，在机器视觉项目中，会根据实际项目情况选择一些其他的配件，比如使用接圈、转接环以及特殊应用可以跟生产厂家沟通定制镜头。
在实际应用中，我发现25mm/35mm的镜头使用的最广泛。
我是 机器视觉工程师 ，多年视觉软件开发老司机，关注我，带你视觉软件开发从入门到精通。
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