本文目录
- 工业视觉摄像头怎么选型
- 远心镜头工业镜头的一个重要分支，特性上与一般工业镜头的区别决定了远心镜头独特的选型方法如何选
- 选择机器视觉镜头的原则都有哪些
- 如何选择工业相机镜头
- 终于明白了怎样选择一个合适的工业镜头
- 工业镜头该如何选择
- 柯尼卡美能达工业相机镜头的参数与选型
工业视觉摄像头怎么选型
一个典型的工业机器视觉系统包括：相机、镜头、光源、图像处理单元（或图像采集卡）、图像处理软件、触发模块、通信/输入输出单元等部分组成。各个部分之间相互配合，最终完成其检测要求。
1.相机镜头
2.光源
3.被测物体
4.传感器
5.电控系统
6.视觉图像处理器
远心镜头工业镜头的一个重要分支，特性上与一般工业镜头的区别决定了远心镜头独特的选型方法如何选
生产厂家一般可以下几个方面来进行分析考虑，了解客户的具体用途需求： （1）检测样品的大小¬——镜头的视场 （2）安装的尺寸空间是否有限制要求，镜头的工作距离¬——镜头的物距 （3）外界打光照明方式要考虑¬——镜头的光圈 （4）流水线工作流程方式，上料、筛选等¬——镜头的外形尺寸根据使用情况（物体尺寸和需要的分辨率）选择物方尺寸合适的物方镜头和CCD或CMOS相机，同时得到像方尺寸，即可计算出放大倍率，然后根据产品列表选择合适的像方镜头。选择过程中还应注意景深指标的影响，因为像/物倍率越大景深越小，为了得到合适的景深，可能还需要重新选择镜头。如果要找远心镜头产品，可以了解灿锐科技。作为国内首个自主研发制造出远心镜头的企业
选择机器视觉镜头的原则都有哪些
1、所选择的镜头的最大兼容芯片尺寸要大于或等于相机芯片的尺寸，否则会引起严重的畸变和相差，甚至周边或四角不能成像。
2、镜头接口跟相机接口匹配安装或可通过外加转换口匹配安装
3、相机传感器分辨率应该是镜头分辨率的2倍，即相机和镜头的像元尺寸相等，才能呈现完好的成像质量，不会造成资源浪费。不然，则会造成相机或镜头的性能过剩。
4、焦距一般有固定的值，如5mm、8mm，实际焦距可以相应选小一号的。例如计算得到焦距为8.3，则可以选择8mm焦距的镜头，因为焦距偏大，可能会导致视野偏小，检测不到完整的物体。
5、对于对景深有要求的项目，尽可能使用小的光圈；在选择放大倍率的镜头时，在项目许可下尽可能选用低倍率镜头。如果项目要求比较苛刻，倾向选择高景深的尖端镜头。
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如何选择工业相机镜头
选择工业相机镜头时，要注意：1. C接口还是CS接口，C接口的接口距离是17.5mm，CS接口的接口距离是12.5mm，用错了就不能合焦；2. 要根据感光器件的大小来选择镜头，是2/3寸感光芯片的要选择对应成像圈的镜头，如果选择了1/3“或1/2“的，会出现很大的暗角。3. 选择焦距，即选择视野范围比观测范围稍大一点的镜头。4. 景深与光环境的配合，光线充足，配备光源照射的地方可以选用小光圈，加大景深，提高拍摄清晰度。光线不足的地方需要稍大一点的光圈或采用高感光度的感光芯片。
终于明白了怎样选择一个合适的工业镜头
工业相机镜头由多个透镜、可变(亮度)光圈和对焦环组成。如下图所示，在使用时由操作者观察相机显示屏来调整可变光圈和焦点，以确保图像的明亮程度及清晰度(有些镜头有固定调节系统)。
（1）镜头的接口
镜头的接口尺寸是有国际标准的，共有三种接口型式，即F型、C型、CS型，其他有M42、莱卡、哈苏、AK。F型接口是通用型接口，一般适用于焦距大于25mm的镜头；而当物镜的焦距约小于25mm时，因物镜的尺寸不大，便采用C型或CS型接口。
C接口和CS接口的区别：
①C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17.526mm，CS型接口此距离为12.5mm。
② 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。
镜头成像原理：
（2）工业镜头的基本参数
镜头选择应注意：①焦距 ②目标高度 ③影像高度 ④放大倍数 ⑤影像至目标的距离 ⑥中心点/节点 ⑦畸变。
** 《1》 视场（Field of view，即FOV，也叫视野范围）**
视场：指观测物体的可视范围，也就是充满相机采集芯片的物体部分。（视场范围是选型中必须要了解的）
《2》 工作距离（Working Distance,即WD）
工作距离：指从镜头前部到受检验物体的距离。即清晰成像的表面距离（选型必须要了解的问题，工作距离是否可调？包括是否有安装空间等）。
《3》 分辨率 分辨率：图像系统可以测到的受检验物体上的最小可分辨特征尺寸。在多数情况下，视野越小，分辨率越好。（在实际选择镜头时，镜头尺寸不能小于相机芯片尺寸，一定要要大于或等于相机芯片尺寸）
影响分辨率的主要因素：镜头结构、材质、加工精度等。
其它因素：
《4》 景深（Depth of view，即DOF） 景深：物体离最佳焦点较近或较远时，镜头保持所需分辨率的能力（需要了解客户对景深是否有特殊要求？）
景深和镜头的焦距、光圈、物距有关：
《5》 焦距（f） 焦距：是光学系统中衡量光的聚集或发散的度量方式，指从透镜的光心到光聚集之焦点的距离。亦是照相机中，从镜片中心到底片或CCD等成像平面的距离。
** f = {工作距离/视野范围长边（或短边）} CCD长边（或短） *（需要记住的重要公式）
焦距大小的影响情况：
像差是影响图像质量的重要方面，常见的像差有如下六种：球差、慧差、像散、场曲、畸变、色差。
《6》 光圈与F值
光圈是一个用来控制镜头通光量装置，它通常是在镜头内。表达光圈大小我们是用F值，如f1.4，f2，f2.8。
《8》 感光芯片尺寸
相机感光芯片的有效区域尺寸，一般指水平尺寸。这个参数对于决定合适的镜头缩放比例以获取想要的视场非常重要。镜头主要缩放比例 (PMAG) 由感光芯片的尺寸和视场的比率来定义。虽然基本参数包括感光芯片的尺寸和视场，但PMAG却不属于基本参数。
《9》 光学放大倍数 用于计算主要缩放比例的公式如下：
** PMAG = CCD Size / FOV**
显示放大倍数：
显示放大倍率在显微中应用非常广泛，被测物体的显示放大倍率取决于三个因素：镜头光学倍率、工业相机感光芯片的尺寸（靶面大小）、显示器尺寸。
显示放大倍率=镜头光学倍率×显示器尺寸×25.4/耙面对角线尺寸。
为了适应不同的应用场合，镜头有多种类型，从不同的角度，就有不同的划分方法：
按光学放大倍率及焦距划分：
** 远心镜头特性：**
远心镜头（Telecentric lens），主要是为纠正传统镜头的视差而特殊设计的镜头，它可以在一定的物距范围内，使得到的图像放大倍率不会随物距的变化而变化，这对被测物不在同一物面上的情况是非常重要的应用。此外，远心镜头(Telecentric lens)相比普通镜头，还具有低畸变，高景深，高分辨力等特性 。远心镜头由于其特有的平行光路设计一直为对镜头畸变要求很高的机器视觉应用场合所青睐，广泛应用于半导体、机械零部件，科研、激光测径，印钞等相关行业，主要完成精密测量、定位等工作任务。
1.远心特性 非远心镜头下图光学系统无法确保视场内一致的放大率，于是总会造成测量精度的下降。
2.低畸变特性 大多数精确测量的场合需要对微小畸变进行标定，优秀的远心镜头厂家采集精确的灰度图像并进行精确分析以测量畸变，使得远心镜头的畸变如此微小，更真实的还原图像。
3.高景深范围和高解析度过小的景深会引起对比度的下降，结果会降低分辨力。远心镜头具有高的景深范围和解析度，满足各种不同的测试要求。
远心镜头与普通镜头对比
远心工业镜头主要是为纠正传统工业镜头的视差而特殊设计的镜头，它可以在一定的物距范围内，使得到的图像放大倍率不会随物距的变化而变化，这对被测物不在同一物面上的情况是非常重要的应用。
普通工业镜头目标物体越靠近镜头（工作距离越短），所成的像就越大。在使用普通镜头进行尺寸测量时，会存在问题。
普通镜头优点：成本低，实用，用途广。
普通镜头缺点：放大倍率会有变化，有视差。
普通镜头应用：大物体成像。
远心镜头的优点：放大倍数恒定，不随景深变化而变化，无视差。
远心镜头的缺点：成本高，尺寸大，重量重。
远心镜头的应用：度量衡方面，基于CCD方面的测量，微晶学
对镜头的选择，我们首先必须先确定客户需求：
1、视野范围、光学放大倍数及期望的工作距离：在选择镜头时，我们会选择比被测物体视野稍大一点的镜头，以有利于运动控制。
2、景深要求：对于对景深有要求的项目，尽可能使用小的光圈；在选择放大倍率的镜头时，在项目许可下尽可能选用低倍率镜头。如果项目要求比较苛刻时，倾向选择高景深的尖端镜头。
3、芯片大小和相机接口：例如2/3’’镜头支持最大的工业相机耙面为2/3’’，它是不能支持1英寸以上的工业相机。
4、注意与光源的配合，选配合适的镜头 。
5、可安装空间：在方案可选择情况下，让客户更改设备尺寸是不现实的。 实例：
转自: https://mp.weixin.qq.com/s/UlRV3u7dwINB1umyOQEi7w
工业镜头该如何选择
选择工业相机镜头时，要注意： 1.C接口还是CS接口，C接口的接口距离是17.5mm，CS接口的接口距离是12.5mm，用错了就不能合焦; 2.要根据感光器件的大小来选择镜头，是2/3寸感光芯片的要选择对应成像圈的镜头，如果选择了1/3“或1/2“的，会出现很大的暗角。 3.选择焦距，即选择视野范围比观测范围稍大一点的镜头。 4.景深与光环境的配合，光线充足，配备光源照射的地方可以选用小光圈，加大景深，提高拍摄清晰度。光线不足的地方需要稍大一点的光圈或采用高感光度的感光芯片。
柯尼卡美能达工业相机镜头的参数与选型
参数与选型是：1.焦距(Focal Length)焦距是从镜头的中心点到胶平面上所形成的清晰影像之间的距离。焦距的大小决定着视角的大小,焦距数值小,视角大,所观察的范围也大;焦距数值大,视角小,观察范围小。根据焦距能否调节,可分为定焦镜头和变焦镜头两大类。2.光圈(Iris)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 8mm /F1.4代表最大孔径为 5.7毫米 。F值越小,光圈越大,F值越大,光圈越小。3.对应最大CCD尺寸(Sensor Size)镜头成像直径可覆盖的最大CCD芯片尺寸。主要有:1/2″、2/3″、1″和1″以上。4.接口(Mount)镜头与相机的连接方式。常用的包括C、CS、F、V、T2、Leica、M42x1、M75x0.75等。5.景深(Depth of Field,DOF)景深是指在被摄物体聚焦清楚后,在物体前后一定距离内,其影像仍然清晰的范围。景深随镜头的光圈值、焦距、拍摄距离而变化。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。距离拍摄体越近时,景深越小;距离拍摄体越远时,景深越大。6.分辨率(Resolution)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辨黑白对线的数量为计量单位:“线对/毫米”(lp/mm)。分辨率越高的镜头成像越清晰。