如何计算工业镜头范围

A. 挑选工业镜头的需要知道参数要素有哪些

1、合适的分辨率
根据目标的要求精度，反推出相机的像素精度。相机单方向分辨率=单方向视野范围除以理论精度。
例如对于视野大小为10*10mm的场合，要求精度为0.02mm/pixel,则当方向上分辨率=10/0.02=500.然而考虑到相机边缘视野的畸变以及系统的稳定性要求，一般不会只用一个像素单位对应一个测量精度值，一般选择倍数为4或者更高，这样相机单方向分辨率为2000，相机的分辨率=2000*2000=400万，所以选用500万像素的相机即可满足。
2. 足够的相机帧率
当被测物体有运动要求时，要选择帧数较高的工业相机，一般来说分辨率越高，帧数越低。
3. 合适的镜头
选择的镜头的支持CCD尺寸要大于等于相机CCD传感器芯片的尺寸，另外安装座是C、CS或F型接口也要匹配，同时考虑镜头的工作距离，是否留有足够空间等。
选择工业镜头可以了解灿锐科技，经过长期的集累，灿锐科技已经形成完整的产品体系，以满足客户对不同视场、不同精度的需求；针对市场对大视场高精度的测量需求，灿锐光学所生产的远心镜头经过不断的升级和改良，测量精度较老一代产品有本质的提高，使测量精度达到微米量级；

B. 工业镜头的选型公式怎么计算

F=2.8mm镜头，拍摄距离为1~4米，拍摄角度为115°

F=3.6mm拍摄距离为2~6米拍摄角度93°

F=6mm 拍摄距离为3~15米 拍摄角度为53°

F=8mm 拍摄距离为4~20米 拍摄角度为40°

F=12mm拍摄距离为5~25米 拍摄角度为25°

F=16mm拍摄距离为5~30米 拍摄角度为20°

F=25mm拍摄距离为20~80米拍摄角度为15°

C. 如何选择工业相机、工业镜头

由于工业相机的类别多种多样，不同行业的应用，用户应该选择最适合自己的产品。在选购合适的工业相机时，需要从以下几方面着手选购：
第一、先明确需求，要先确定检测产品的精度要求，要确定相机要看的视野大小，要确定检测物体的速度，同时确定是动态检测还是静态检测。
第二、确定硬件类型，硬件的相关参数会影响其性能，因此在确定硬件类型前要先确定其相关参数，包括以下几点：
1、相面像素大小的确定；
目前市面上的软件精度一般是没有误差的，也就是通常所说的亚像素，但虽软件没有误差，但硬件的误差是不可避免的，所以现在市场上的机器视觉系统一般都保证在误差为一个像素，所以要通过如下计算公式：精度=视野（长或宽）÷相机像素（长或宽）
2、相机传输方式的确定，针对目前市面上的相机传输方式及其应用的优缺点如下所述：
1）模拟相机（PCI采集卡），对速度要求不高可选择。
2）USB接口相机，系统只用到单个相机的可先择，要求高速的时候可先择。
3）1394接口相机，系统用到多个相机的时候可先择，要求高速的时候可先择。
3、相机的触发方式的选择；
1）连续采集模式：对静态检测可选择，产品连续运动不能给触发信号的可选择；
2）软件触发模式：对动态检测可选择，产品连续运动能给触发信号的可选择；3）硬件触发模式：对高速动态检测可选择，产品连续高速运动能给触发信号的可选择。
工业镜头产品中，灿锐光学的产品就不错，他们家的远心镜头、定位镜头，显微镜头这些产品研发生产技术已经很成熟了，标准产品适配市面上绝大多数工业相机，还可以根据客户需求定制开发，有强大的技术团队，十年的行业沉淀，可以考虑他们家！

D. 工业镜头视场范围是如何计算出来的

MVOTEM精密光学教你怎么计算工业镜头视场范围：
视场的大小=(CCD格式大小)/(光学放大倍率)
例如:光学放大倍率＝0.8X，CCD1/2〃(长4.8mm×宽6.4mm)
视场大小:长＝4.8/0.8＝6(mm)宽＝6.4/0.8＝8(mm)

E. 工业镜头的像素是怎么定义的

工业镜头中的百万像素，二百万像素和五百万像素同样是指工业镜头的空间分辨率，因为工业镜头必须配合工业相机使用，为了方便记忆镜头与工业相机的匹配关系，人们常采用对应工业相机的分辨率命名工业镜头。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工业相机对应百万像素工业镜头，二百万像素分辨率工业相机对应二百万像素工业镜头，而五百万像素分辨率工业相机则对应五百万像素工业镜头。
其实工业镜头与工业相机对应的并不是工业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。按目前公开的性能指标来说，百万像素工业镜头对应的极限空间分辨率是90线对/mm，二百万像素工业镜头对应的空间分辨率是110线对/mm，五百万像素工业镜头对应的空间分辨率是160线对/mm，因此百万像素工业镜头配合相机的极限空间分辨率必须低于90线对/mm，二百万像素工业镜头和五百万像素工业镜头配合相机的原理也相同，而决定相机极限空间分辨率的并不是工业相机自身的像素分辨率，而是工业相机的单个像元尺寸大小。
更多信息可咨询灿锐科技进行了解，灿锐科技中国国内第一家研发、生产远心镜头的企业，在行业内有着绝对的领先和领导地位；灿锐是目前为数不多有着最完善产业链配套的工业镜头企业。灿锐科技旨在创造、开发、生产和在世界范围内营销高质量的机器视觉组件和方案产品，并借此帮助各行业客户提高生产效率，降低生产成本，改善产品质量。

F. 怎么计算工业镜头放大倍率呢

放大倍率指的是通过镜头的调整能够改变拍摄对象原本成像面积的大小。虽然叫做放大倍虑，但是有的镜头则可能起到缩小的作用。
慕藤光光学告诉您工业镜头光学放大倍率的计算方式：
光学放大倍率=CCD相机元素尺寸/视场实际尺寸 =CCD（V）或（H）尺寸/视场（V）或（H）尺寸
例如：CCD2/3″（长8.8mm×6.6mm），视场范围（长64mm×48mm）
光学放大倍率=8.8/64=6.6/48=0.1375
附：常见的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

G. 单反镜头说的视角范围是怎么算的

水平50度是指从中间左右各25度。

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

焦距/距离=图宽/物宽=图高/物高

CCD 图宽 图高

1/3英寸 4.8 3.6

1/4英寸 3.6 2.4

视角=2*arctan(物宽/2/距离)*180/π

一般情况下不会再去使用公式计算，毕竟这个参数正常情况下，并非需要如此精确的数值，只需要知道一个大致的范围就好。甚至于只要使用镜头直接查看，构图即可。

可以通过下图作为参考

(7)如何计算工业镜头范围扩展阅读

单反镜头的使用技巧

使用三脚架

三脚架笨拙不便，但它对于提高镜头成像锐度的作用是巨大的，并且镜头焦距越长，你就越需要三脚架。即使在“安全”快门速度下，比如50mm标头使用 1/125秒，许多摄影师发现，使用三脚架与手持拍摄的照片相比，画面中的边缘线条更加清晰。

另外，使用三脚架迫使你无法匆忙也有好处：由于用更多的时间考虑，照片通常会更好。虽然这是令照片完美的忠告，但不可否认有些时候确实需要快速灵活的手持拍摄才能得到更好的照片。当然有些摄影者使用三脚架过度，但更多更多的人用得太少了！

只有你使用了三脚架，你才可能注意到下面两种技术带来的好处，那就是选择最佳光圈和最佳快门速度。

使用最佳光圈

对于任何镜头，选择成像最锐利的光圈，有两条经验。一是从最大光圈收缩两档，另一条是将光圈收缩到尽量小。两者都是有用的经验，但都不是完全精确。

“收缩两档”的建议主要是用于早期最大光圈为f/3.5到f/4.5的大部分镜头，这样收缩两档后为f/8左右。对于第二条尽量收缩光圈，对于早期的大幅相机可以使用，因为衍射限制的分辨率不成问题；但对于35毫米相机，收缩光圈的程度是有限制的。

更简单的经验是，对于35毫米相机的绝大多数镜头，在f/8光圈将达到最佳表现，也就是接近或达到衍射限制分辨率。在f/5.6，表现应该也很好，与 f/8时接近，但在f/4应该可以看到像质下降，除了一些顶级镜头。

另一方面，在f/11应该和f/8几乎没有区别，在f/16的成像只有在最严格的条件下才能发觉区别。然而你应该慎用f/22或更小的光圈。

与此原则相背的是廉价变焦镜头和廉价超广角镜头，它们的像质可能会随着光圈的缩小不断提高，直到最小光圈为止。

使用最佳快门速度

一些研究显示，最常使用的快门速度，即1/30、1/60和1/125秒，对于一些单反相机来说将产生最差的锐度。对于1/250秒或更短的快门速度将能最大程度减轻反光镜和快门振动的说法，还有争论，不过对于1/15秒或更长的快门，这些振动已经结束，曝光期间大部分时间是无振动的。

如果这些都是真的（证据还很模糊），不同型号机身的情况可能有很大不同，并且如果相机有反光镜锁，对此也一定有影响。根据我们的自身经验，当然无法证明或反驳它。另一方面，应该知道的是，有些人推断它的影响相当大。

仔细对焦

这乍看起来不太像个忠告。不过如果你发现用同一个镜头对焦会有多大的不同，你就可能会感到吃惊了。做一个简单的试验。手持相机朝一个物体对焦，将镜头调到最近对焦，再向该物体对焦，对好后用铅笔在镜头的距离标尺上做一个标记。重复多次，直到你厌烦了。

换一个镜头，再做同样的试验。根据镜头、机身、调焦屏和你的视力，对焦的不同可能会很大。很多时候，这些失误被景深掩盖了，缩小光圈使得错误没那么严重。如果使用最大光圈，对焦失误可能已经超过景深的范围。

为了减小对焦失误，应考虑使用较明亮的对焦屏，考虑使用屈光度纠正目镜，对于很严格的情况，使用三脚架时，应考虑使用取景放大器，它可以使对焦更精确。

除了自动对焦无法聚焦的那些情况外，这可能是关于自动对焦的最激烈的争论所在。

使用较细的胶片

虽然不同厂商生产的同样速度的胶卷有所不同，但不可否认的是，通常慢速胶片比高速胶片要锐利（细腻，颗粒小）。

对于彩色反转片，Kodachrome 25是当时最细腻的，但50和100度的也很锐利，区别不大。

更需要注意的是胶片的色调（味道）。选择一种你喜欢的，因为不同品牌的有很大不同。我们最多使用的Fuji 50和反差稍小一点的Fuji 100，后者更适于人像。超过100度的胶片颗粒增加，反差和色彩饱和度减小。

对于彩色负片，ISO25和50的胶片与ISO100的在锐度上有很大不同，ISO200的差别就更明显。ISO400和更高速的胶片上将能看到真正的颗粒。对于8x10英寸或更大的照片，需要慢速胶片（低于100）。

当然负片的扩印过程也影响最终的锐度。除非你自己扩印，不然最好去寻找一家好的扩印店，重要的是要记住，有时价格和质量并不象你想象的那样有着紧密的关系。

在当时的黑白胶卷中，Ilford推出不久的Delta 100被认为是最好的，甚至可以和它同门的Pan F Plus (ISO 50)以及Kodak Technical Pan相媲美。实际上，Delta 400和XP-2(ISO 400)已经很好，以至于镜头的分辨率成为了限制因素。

参考资料来源网络-单反镜头

参考资料来源网络-镜头焦距

H. 影响工业相机拍摄范围的因素有哪些是镜头角度还是传感器尺寸

假设传感器尺寸为a*b，对角线长为c=sqrt（a*a+b*b），工业相机镜头焦距为f，那么以对角线作为计算视场的标准，则全视场大小=2*arctan(0.5*c/f)（其中arctan是反正切函数）。
所以，焦距f和传感器尺寸共同决定了拍摄视场范围。
要想增大工业相机拍摄范围，减小镜头焦距f或者采用大面阵传感器！

I. 工业镜头

工业镜头一般称为摄像镜头或摄影镜头，简称镜头，其作用就是光学成像。镜头是机器视觉系统中的重要组件，对成像质量有着关键性的作用，它对成像质量的几个最主要指标都有影响，包括：分辨率、对比度、景深及各种像差。镜头不仅种类繁多，而且质量差异也非常大，但一般用户在进行系统设计时往往对镜头的选择重视不够，导致不能得到理想的图像，甚至导致系统开发失败。

工业镜头基本参数
001、视野(FOV)

00图像采集设备所能够覆盖的范围，它可以是在监视器上可以见到的范围，也可以使设备所输出的数字图像所能覆盖的最大范围。

002、最大/最小工作距离(Work Distance)

00从物镜到被检测物体的距离的范围，小于最小工作距离大于最大工作距离系统均不能正确成像。

003、景深(Depth Of Field)

00在某个调焦位置上，景深内的物体都可以清晰成像。

004、畸变

00几何畸变指的是由于镜头方面的原因导致的图像范围内不同位置上的放大率存在的差异。几何畸变主要包括径向畸变和切向畸变。如枕形或桶形失真。

005、镜头接口

00(1)C-MOUNT镜头的标准接口之一，镜头的接口螺纹参数：

00公称直径：1

00螺距：32牙

00(2)CS-Mount是C-Mount的一个变种，区别仅仅在于镜头定位面到图像传感器光敏面的距离的不同，C-Mount是17。5mm，CS-Mount是12。5mm。

00(3)C/CS能够匹配的最大的图像传感器的尺寸不超过1"。

006、成像面

00可以在镜头的像面上清晰成像的物方平面

007、光圈和F值

00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。8etc。

008、焦距

00焦距是像方主面到像方焦点的距离。如16mm，25mm

工业镜头的视角、焦距
00焦距的大小决定着视场角的大小，焦距数值小，视场角大，所观察的范围也大，但距离远的物体分辨不很清楚；焦距数值大，视场角小，观察范围小，只要焦距 选择合适，即便距离很远的物体也可以看得清清楚楚。由于焦距和视场角是一一对应的，一个确定的焦距就意味着一个确定的视场角，所以在选择镜头焦距时，应该 充分考虑是观测细节重要，还是有一个大的观测范围重要，如果要看细节，就选择长焦距镜头；如果看近距离大场面，就选择小焦距的广角镜头。

001．焦距的计算:

00镜头的焦距，视场大小及镜头到被摄取物体的距离的计算如下:

00f＝wL／W

00f:镜头焦距

00w:图象的宽度(被摄物体在ccd靶面上成象宽度)

00W:被摄物体宽度

00L:被摄物体至镜头的距离

00高度可以类比。

002．视场角的计算:

00tg（ ωH/2）＝h/2f = W/L tg（ ωV /2）＝v /2f = H/L

00ωH:水平视场角

00ωV:垂直视场角

00f:镜头的焦距

00h:摄像机靶面的水平宽度

00v:摄像机靶面的垂直高度

00W:最大可见物体宽度的一半

00H:最大可见物体高度的一半

00L:被摄物体至镜头的距离

00垂直视角可以类比。

工业镜头的安装尺寸和接口
00所有的摄象机镜头均是螺纹口的，CCD摄象机的镜头安装有两种工业标准，即C安装座和CS安装座。两者螺纹部分相同，但两者从镜头到感光表面的距离不同。

00C安装座:从镜头安装基准面到焦点的距离是17．526mm。

00C S安装座:特种C安装，此时应将摄象机前部的垫圈取下再安装镜头。其镜头安装基准面到焦点的距离是12．5mm。如果要将一个C安装座镜头安装到一个C S安装座摄象机上时，则需要加装一个5mm厚的接圈。

00镜头的尺寸

00以摄象机镜头尺寸分镜头可以分为1英寸、2／3英寸、1／2英寸、1／3英寸、1／4英寸、1／5英寸等规格，下面是一个简单的芯片尺寸规格表:

00摄像机镜头规格应视摄象机的C C D尺寸而定，两者应相对应。大概:

00★ 摄像机的C C D靶面大小为1／2英寸时，镜头应选1／2英寸。

00★ 摄像机的C CD靶面大小为1／3英寸时，镜头应选1／3英寸。

00★ 摄像机的C C D靶面大小为1／4英寸时，镜头应选1／4英寸。

00如果镜头尺寸比摄像机C C D靶面尺寸大时，将使图像视野比镜头视野小，即不能很好地利用镜头的视野；如果镜头尺寸比摄像机C C D靶面尺寸小时，将发生“隧道效应”，即图像有圆形的黑框，像在隧道里拍的一样。

00监控相机一般都比较小，甚至小于1/3英寸；工业相机稍微大一些，一般1/2英寸到1英寸不等；传统的135相机底片比当前的一般感光芯片都 大，36mm×24mm（1.4英寸×0.9英寸），画面对角线长度为43mm（1.7英寸），即是1.7英寸的，120中幅相机，其感光面尺寸有三 种:45×60mm、60×60mm和90×60mm，可见画幅更大。

J. 工业镜头的镜头的景深

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。
计算方式：
景深=F*ε*（1/β）
ε容许弥散园参数2/3=0.02、1/2=0.015、1/3=0.01、β倍率。