了解工业相机镜头的四大参数

工业镜头

工业镜头是运用于工业自动化领域的摄像或摄影镜头，主要作用是进行光学成像。

工业镜头是机器视觉中必不可少的核心基础硬件，对成像的质量有关键影响。可以分为fa镜头（也有称CCTV镜头）、变倍镜头（有手动也有自动）、远心镜头（一般有物方远心和双远心）等。

基础参数

1.工作距离WD： 指镜头下端到物体表面的距离。

机器视觉光学系统所需要的空间，不仅要考虑相机镜头组本身的长度，还要留下镜头的工作距离。如果空间无法满足这两者之和，应该立即考虑棱镜改变工作方向，或是重新定制光学系统。

2.焦距： 镜头到成像面的距离。

3.景深DOF： 镜头能够看清的纵深范围。

景深与焦距的关系是：焦距越长，景深越小；焦距越短，景深越大。

景深与工作距离的关系是：工作距离越短，镜头离物体越近，景深越小，反之则越大。

4.视野FOV： 指镜头能够看到的最大范围。简单来说就是镜头能够正常进行检测工作的区域。

对于大面积检测，选择大视野的镜头能够显著地节省检测成本。但是选择时也要兼具分辨率，大视野很容易发生视野边缘灰度值不足的情况，一定要找专业光学定制！

机器视觉 工业镜头

一、镜头的结构

1、透镜

镜头内部包括组合复杂的多枚透镜。

2、变焦环

变焦镜头具有改变焦距的变焦环，调节变焦环可改变视角。定焦镜头由于焦距固定，无法进行变焦。

3、光圈叶片

光圈叶片位于镜头内部，用于控制光线透过镜头到达相机感光平面的光量。

4、光圈环

光圈环用来调节光圈孔径大小，以控制进光量。

二、镜头的分类

镜头

分类

镜头

特点

缺点

远心

镜头 ​​​

固定安装高度

固定放大倍数

畸变小，适用于高精度应用场景

尺寸较大，价格稍贵

CCTV镜头

视野、无惧及光圈可调

适用于大视野

畸变较大

微距

镜头

TV失真小

只能在一定范围内聚焦，视野范围有限

线扫描

镜头

​

​编辑​特别针对长线芯片，配有大相机接口，失真小

镜头尺寸较大，比较重

三、镜头的参数

1、焦距

焦距是指从镜头光学中心到相机芯片中心等成像平面的距离。

镜头的聚焦长度决定着拍摄的工作距离、成像大小、视野大小等参数。

常见的镜头焦距有4mm 6mm 8mm 12mm 16mm 25mm 35mm 50mm等等

2、光圈

光圈是一个用来控制光线透过镜头，进入相机感光面光量的装置。

一般情况下，通光孔径越大，在同一单位时间内的进光量便越多，图像越亮。

光圈和景深的关系：光圈越小（光圈F值越大），景深深；光圈打（光圈F值小），景深浅。

3、视角（FOV）

视角FOV是指镜头所能覆盖的范围，（物体超过这个角就不会被收在镜头内），通常以角度来表示，这个角度就叫做镜头的视角FOV。

4、景深

景深是指在聚焦完成后，焦点前后的范围内都能形成清晰的图像，这一前一后的距离范围，叫做景深。

特点：后景深大于前景深 。

5、镜头畸变

光学透镜固有的透视失真的总称。

（1）枕形失真

镜头引起的画面向中间“收缩”的现象。

（2）桶形失真

成像画面呈桶形膨胀的失真现象

（3）线性畸变

6、光学倍率

光学倍率指的是物体与像的比例。

光学倍率 = （芯片尺寸）/ （视野大小）

圆心镜头光学倍率为一个固定值。如1倍远心镜头、2倍远心镜头、0.7倍远心镜头等等。

四、镜头的选择

1、最大兼容CCD尺寸

所有的镜头都只能在一定范围内成像清晰，最大兼容CCD尺寸镜头能支持最大清晰成像的范围。

镜头最大兼容CCD尺寸 ≥ 相机芯片尺寸

2、传感器与镜头的匹配

所有的镜头都有最大兼容的相机芯片尺寸。

选择相机和镜头时，遵循“镜头最大兼容芯片尺寸>=相机芯片尺寸”的元组。

3、光学接口

机器视觉行业内常见的几种接口分别为C口，CS口，F口。

一般情况下C口和CS口用在面阵相机上，F口用在线阵相机上。

4、镜头焦距选择

计算公式：

芯片尺寸/视野大小 ≈ 焦距(mm) / 物距(mm)

比如：已知相机芯片长度为3.6mm，对应视野为45mm，工作距离为200mm。

根据公式克制应该选择的焦距为16mm。

5、远心镜头方法倍率

远心镜头放大倍率一般为定值，因此安装高度也是固定的，因此我们可以根据相机来选择我们需要的镜头，或者根据镜头来选择我们需要的相机。

比如：大小为5mm的产品进行尺寸测量，测量精度要求为0.04mm,选择合适的镜头。

（1）选择相机

预估视野：9mm左右，因为产品5mm，产品放置过程中，会存在一些偏差，因此需要将相机视野放大一些。

精度预留4倍：0.04/4 = 0.01

相机分辨率：0.01/9 = 900，可以选择一个1280*1024的相机 130万像素的相机，查手册得知芯片大小为1/2英寸（6.4*4.8mm）。

（2）选择镜头

视野大小为9mm，芯片尺寸为6.4mm，放大倍率为6.4/9 = 0.71，查手册我们可以选择一个0.7倍左右的远心镜头。​

相关问答

标准镜头:视角30度左右,在1/2英寸CCD摄象机中,标准镜头焦距定为12mm,在1/3英寸CCD摄像机中,标准镜头焦距定为8mm,一般用于走道及小区周界等场所。广角镜...

“通过”镜头组中心,将画面边缘与所拍景物边缘“画”连线,夹角就是镜头的视角(近似值)。麻烦采纳,谢谢!“通过”镜头组中心,将画面边缘与所拍景物...

其实计算很简单,它是用感光面(矩形)的对角线的长度为“底”,镜头的焦距为高,组成的等腰三角形,你去计算它的顶角就是视场角。可是在摄相机一般都未给出准确...

工业镜头,我们先来看看工业镜头的常见的哪些参数,然后再说怎么选型,敲黑板了,注意听。1.焦距焦距是从镜头的中心点到焦平面所形成的清晰影像的距离,焦...。...

“通过”镜头组中心,将画面边缘与所拍景物边缘“画”连线,夹角就是镜头的视角(近似值)。麻烦采纳,谢谢!“通过”镜头组中心,将画面边缘与所拍景物...

实话实说,这其实是一个外行问题,也是很多人在理论认识上的误区:对具体的一支镜头而言,以下几点应该明确:光圈大小是镜头参数和物理结构确定的,和装到全幅...二...

镜头视角的范围计算是通过焦距和法兰距等等这些镜头的物理参数计算出来的。摄像机焦距与视角的简便计算公式是焦距/距离=图宽/物宽=图高/物高。通过计算我们可...

我想请问单反相机镜头怎么算广角镜头?它适合拍哪些场景,焦距与拍摄景物的范围之间有什么关系?镜头共1条回答33万浏览先说说最后一个问题,从摄影原理来说...

1.摄像头的辐射范围是有限的。2.这是因为摄像头通常使用光学技术来捕捉图像,其辐射范围取决于其镜头的焦距和视角。辐射范围越大,摄像头能够捕捉到的场景就...

全焦摄像头的视野范围是指镜头能够捕捉到的图像范围,通常是由镜头的焦距和视角决定的。全焦摄像头的焦距可以调整,在不同的焦距下,视野范围也会发生变化。但是...