工业相机与镜头的选配

随着机器视觉行业的发展，为了更好的满足广大客户选配合适镜头的需求，轩展科技有限公司为您简述工业相机如何选配合适的镜头，以及在相机与镜头的分辨率匹配方面的技术方案。

一般在对相机与镜头选型时，在分辨率匹配方面，为了方便记忆镜头与相机的匹配关系，人们常采用对应相机的分辨率来命名镜头。这种命名方式其实并不科学，同时给新接触视觉系统的人带来了很多误解，经常会机械的套用百万像素分辨率相机对应百万像素镜头，二百万像素分辨率相机对应二百万像素镜头，而五百万像素分辨率相机则对应五百万像素镜头。其实镜头与相机对应的并不是相机自身的像素分辨率(像素数)，而是各自的极限空间分辨率(即传递函数MTF对应的空间截止频率)。

按目前公开的性能指标，百万像素的镜头对应的极限空间分辨率为90线对/mm，两百万像素的镜头对应的极限空间分辨率为110线对/mm，五百万像素的镜头对应的极限空间分辨率为160线对/mm。按照相机镜头的匹配原则，镜头的极限分辨率需大于或等于相机的极限分辨率，那么百万像素镜头配合的相机的极限分辨率必须小于90线对/mm，两百万像素镜头和五百万像素镜头所配相机的原理相同。

那么怎样知道相机的极限空间分辨率呢?相机的极限空间分辨率不是由相机自身的分辨率决定，而是由相机芯片的单个像元尺寸决定。具体计算公式如下：

1/(单个像元尺寸*2)，单位：线对/mm

例如，我们常用的AVT GUPPY Pro系列的F125B相机，其为130万，1/3寸CCD,其单个的像元尺寸为3.75um*3.75um.则此相机极限空间分辨率为：

1mm/(3.75um*2)=133.33线对/mm

由镜头的极限空间分辨率大于相机的极限空间分辨率可知，选择五百万像素的镜头较合适。

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工业镜头和民用镜头区别在哪里？工业镜头方案怎么定制？

镜头

工业镜头泛指工业领域运用的各类专业光学镜头，具体的有远心镜头、变倍镜头、定倍镜头、多视野镜头等等。

工业镜头在光学系统中的位置类似于人的眼睛，主要作用是将检测物体的图像成像在相机的光感芯片上。

在工业领域，机器视觉运用的镜头主要是百万像素、五百万像素的工业镜头，在不同的使用场景下，对镜头的失真度、倍率系数等都有不同需要。

民用镜头分类很多，运用也更加广泛。针对于拍摄物体的不同，镜头也有所不同。

区别

1. 设计理念不同

工业镜头多是根据检测要求的不同进行专门配置，在设计中会更加有针对性。同时，由于镜头的功能被限定，设计中可以放松对其他功能的设计要求。比如工业中的远心镜头，为了达到高远心度，往往能够容忍图像的亮度不足，转而使用打光方案去弥补这个短板。

双侧远心镜头

民用镜头虽然有专业化趋势，但是通常不会极端地去优化某一个方面，而愿意放弃另一个方面。

2. 清晰度不同

镜头的共同点都是中间成像清晰，边缘分辨率则逐渐变低。

工业镜头经常使用在机器视觉检测之中，对于图像整体分辨率要求高，在选型中经常考察的就是边缘的清晰度。

3. 畸变要求不同

普通的民用镜头的成像畸变/失真的设计容忍范围一般在2~3%，这一值是刚好在人眼所能察觉的极限之下，不影响观感。

慕藤光自动变倍镜头超低畸变

而工业镜头的图像处理在计算机中进行，2~3%的畸变率足以导致计算机错误判断。因此工业镜头的畸变往往低于1%（宽松估计）。

工业镜头选型准备

工业镜头的针对性很高，在选型前首先需要想好的是自己的检测要求是什么，主要目的是什么。

其次就是检测的场景有没有限制，比如说场地比较小要尽量压缩工作距离，需要做转角镜头等等。

最后是关于相机的一些关键参数，比如靶面、接口等等。

镜头选型重要参数计算公式

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