机器视觉工业镜头计算方法

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镜头计算方法及相关术语

远心镜头计算公式远心镜头计算公式：：

光学倍率=相机芯片尺寸相机芯片尺寸（（长、宽）/视野视野（（长、宽）

镜头支持靶面镜头支持靶面尺寸尺寸尺寸≥≥相机靶面尺寸

相机芯片尺寸

2/3 长8.45mm 宽 7.07mm

1/2 长6.4mm 宽 4.8mm

1/3 长4.8mm 宽 3.6mm

1/4 长3.2mm 宽 2.4mm

1/2.5 长5.12mm 宽3.84mm

1/1.8 长7.13mm 宽 5.37mm

1/2.3 长6.16mm 宽 4.62mm

机器视觉系统中，工业镜头相当于人的眼睛，其主要作用是将目标的光学图像聚焦在图像传感器（相机）的光敏面阵上。视觉系统处理的所有图像信息均通过工业镜头得到，工业镜头的质量直接影响到视觉系统的整体性能。下面对机器视觉工业镜头的相关专业术语做以详解。

一、远心光学系统远心光学系统：：

指主光线平行于工业镜头光学轴的光学系统。而光从物体朝向镜头发出，与光学轴保持平行，甚至在轴外同样如此，则称为物体侧远心光学系统。

：

二、远心镜头

远心镜头：

远心镜头指主光线与镜头光源平行的工业镜头。有物方远心，像方远心，双侧远心。

普通工业镜头

主光线与镜头光轴有角度，因此工件上下移动时，像的大小有变化。

双侧远心境头

主物方，像方均为主光线与光轴平行

光圈可变，可以得到高的景深，比物方远心境头更能得到稳定的像最适合于测量用图像处理光学系统，但是大型化成本高

物方远心境头

只是物方主光线与镜头主轴平行

工件上下变化，图像的大小基本不会变化

使用同轴落射照明时的必要条件，小型化亦可对应

像方远心境头

只是像方主光线与镜头光轴平行

工业镜头相关参数

工业镜头是一种用于工业应用的专用光学镜头，广泛应用于机器视

觉系统、工业自动化设备、医疗设备等领域。在选择和使用工业镜头时，了解相关参数是非常重要的。本文将介绍一些常见的工业镜头相

关参数，帮助读者更好地理解和选择适合自己需求的工业镜头。

1. 焦距 (Focal Length)

焦距是工业镜头最基本的参数之一，它决定了镜头的放大倍率和视

场角。焦距越长，所拍摄的场景越小，放大倍率越大；焦距越短，所

拍摄的场景越大，放大倍率越小。一般来说，焦距越长的镜头适用于

需要放大细节的应用，焦距越短的镜头适用于需要拍摄大范围场景的

应用。

2. 对焦范围 (Focus Range)

对焦范围是指工业镜头能够清晰对焦的距离范围。在工业应用中，

对焦范围通常需要根据实际需求来选择。对焦范围较小的镜头适合需

要对焦于近距离物体的应用，对焦范围较大的镜头适合对焦于远距离

物体的应用。

3. 光学口径 (Optical Aperture)

光学口径是指工业镜头镜片的直径大小，决定了镜头能够通过的光

线量。光学口径越大，镜头能够通过的光线越多，适用于低光条件下

的拍摄。光学口径对应的F值也是评估镜头透光能力的指标，F值越小，透光能力越强。

4. 图像传感器尺寸 (Image Sensor Size)

图像传感器尺寸是指工业相机所使用的图像传感器的尺寸大小。工

业镜头的图像传感器尺寸需要与相机的图像传感器尺寸相匹配才能获

得最佳的成像效果。常见的图像传感器尺寸有1/3英寸、1/2英寸、2/3

英寸等。

5. 解析度 (Resolution)

工业镜头相关参数

工业镜头是专门用于工业视觉、机器视觉和其他工业应用的光学组件。以下是一些与

工业镜头相关的常见参数：

1.焦距（Focal Length）：

a.焦距是从透镜的光学中心到焦点的距离。较长的焦距通常意味着更大的放大

倍数，而较短的焦距则意味着更广阔的视场。

2.光圈（Aperture）：

a.光圈是镜头的开口大小，通常用F数表示（如f/2.8）。较小的F数表示更大

的光圈，允许更多的光线进入，有助于在低光条件下获得更好的图像。

3.视场角（Field of View, FOV）：

a.视场角是指在镜头前方可见的水平和垂直角度范围。视场角的大小取决于焦

距和传感器尺寸。

4.最小工作距离（Minimum Working Distance）：

a.最小工作距离是指从镜头前端到目标的最短距离，可以获取清晰图像。

5.图像直径（Image Circle Diameter）：

a.图像直径是指在光学系统中形成的图像的直径。它必须足够大，以覆盖整个

图像传感器。

6.分辨率（Resolution）：

a.镜头的分辨率指的是它能够传递给相机传感器的图像细节水平。高分辨率镜

头有助于捕捉更清晰、更精细的图像。

7.畸变（Distortion）：

a.畸变是指由于光学系统引起的图像失真。在工业应用中，需要尽量减小畸变，

以确保测量和分析的准确性。

8.光学设计（Optical Design）：

a.包括透镜数量、透镜类型、镀膜等。优秀的光学设计对于获取高质量的图像

非常关键。

9.自动对焦（Auto Focus）：

a.一些工业镜头具备自动对焦功能，可以根据距离自动调整焦点，提高操作效

工业视觉镜头选择分解

相机镜头的选型

1 焦距(Focal Length)

记为f。从镜头中心点到胶平面上所形成的清晰影像之间的距离。一般情况下，焦距越大，工作距离越大，视角越小；焦距越小，工作距离越小，视角越大。

f/WD= Sensor Size(V) or(H)/FOV(V) or (H)

2 CCD 芯片的尺寸(Sensor Size)

正常的1英寸=25.4mm

CCD相机沿用的1英寸=16mm且为对角线长度。

镜头可支持的最大CCD尺寸应大于等于选配相机CCD芯片尺寸。

线17nuii 山

角线16mm

角线11mm

对角线9iim

角线81111n

角线6nlm 角

线4mm

3光圈系数（Iris ）

F=f/D。以镜头焦距f和通光孔的直径D的比值来衡量。F值越大，光圈越小。

光圈系数是镜头的重要内部参数，它就是镜头相对孔径的倒数，光圈系数的标称值数字

越大，也就表示其实际光圈就越小。一般的厂家都会用F数来表示这一参数。镜头的光圈排

列顺序是：1、1.4、2.0、2.8、3.5、4.0、5.6、8.0、11、16、22、32等等，F/#的大小是

通常通过改变光圈调整环的大小来设置的。随着数值的增大其实际光孔大小也就随之减小，

而其在相同快门时间内的光通量也就随之减小。

光圈可以控制镜头的进光量，也就是光照度，还可以调节景深，以及确定分辨率下系统成像

的对比度，从而影响成像质量。一般采用f#来表示光圈，通常情况下都将光圈设置在镜头

内部。

公式表示为：F/#=EFL/DEP

其中EFL为有效焦距，DEP为有效入瞳直径，这公式广泛运用于无穷远工作距的情况。

工业相机镜头接圈计算

工业相机镜头接圈计算要计算工业相机镜头的接圈，需要知道以下几个参数：

1. 感光面积尺寸：通常以英寸为单位，比如1/

2.3英寸、1英寸等；

2. 焦距：以毫米为单位，镜头的焦距决定了光线的聚焦距离；

3. 光圈：也称为镜头的F值，表示镜头的最大光圈开放值，比如F2.8、F4等。

接圈计算公式为：接圈 = 焦距 / 光圈。

例如，如果一个工业相机镜头的焦距是25毫米，光圈为F2.8，则其接圈为：

接圈= 25 / 2.8 ≈ 8.93。

因此，该工业相机镜头的接圈约为8.93。接圈越小，进光越多，相机的拍摄能力越强。

机器视觉镜头参数公式

机器视觉镜头参数公式机器视觉镜头参数公式有：

•工作距离（WD）与视野的关系：WD（工作距离）=视野/镜头焦距*CCD尺寸。

•焦点距离（FA）与视野的关系：FA（焦点距离）=2WDtan(θ)，其中θ为视场角的一半。

•景深（DOF）与工作距离、焦距、光圈的关系：DOF=2a√(f^2-WD^2)，其中a为弥散圆直径，f为焦距，WD为工作距离。

FA工业镜头机器视觉镜头-专业术语详解

远心镜头的主光线与镜头的光轴平行，Telecentricity不好，远心镜头的使用效果就不好；Telecentricity可以用下图进行简单的确认。
二十一、景深 (DOF)
景深（Depth of Field）可以用以下的计算式计算出来：景深 = 2 x Permissible COC x 实效F / 光学倍率²= 允许误差值 / (NA x 光学倍率) (使用的是0.04mm的Permissible COC)
二十二、通风盘及解析度
Airy Disk是指通过没有失真的镜头在将光集中一点时，实际上形成的是一个同心圆。这个同心圆就叫做Airy Disk。 Airy Disk的半径r可以通过以下的计算公式计算出来。这个值称为解析度。ｒ= 0.61λ/NA Airy Disk的半径随波长改变而改变，波长越长，光越难集中于一点。例：NA0.07的镜头波长550nm r=0.61*0.55/0.07=4.8μ
CS-mount: 1" diameter x 32 TPI: Hale Waihona Puke BaiduB: 12.526mm
F-mount: FB:46.5mm M72-Mount: FB 厂家各有不同十二、视野 (FOV) 视野指使用照相机以后看到的物体侧的范围照相机有效区域的纵向长度（V）/光学倍率（M）＝视野（V）照相机有效区域的横向长度（H）/光学倍率（M）＝视野（H）

工业相机焦距和视野计算方式

工业相机焦距和视野的计算方式主要取决于相机的传感器尺寸和镜头的焦距。

1. 传感器尺寸：工业相机通常使用不同尺寸的传感器，如1/4英寸、1/3英寸、1/

2.3英寸等。传感器尺寸越大，其捕捉到的视野范围就越宽。

2. 镜头焦距：镜头焦距是指镜头的焦点到传感器的距离。焦距越短，其视野范围就越宽。

计算方式：

视野角度 = 2 * arctan(传感器尺寸 / (2 * 焦距))

其中，视野角度以弧度表示。如果希望将角度转换为角度制，可以将以上计算结果乘以180/π。

需要注意的是，不同相机厂商对于焦距和视野的计算方式可能存在差异，因此在具体使用时还需参考相应相机厂商的文档和说明。

工业镜头视场倍率焦距之间的关系完整版

工业镜头视场倍率焦距

之间的关系

HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】

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

要了解 CCD 尺寸，首先必须先认识在工程师眼中“1英寸”的定义是什么？

业界通用的规范就是 1英寸 CCD尺寸= 长 12.8mm ×宽 9.6mm = 对角线为16mm 之对应面积。

透过“勾股定理”.可得出该三角之三边比例为

4：3：5；换句话说，我无须给你完整的面积参数，只要给你该三角形最长一边长度，你就可以透过简单的定理换算回来。而且面积对角线长度就是16除以那个分母。

有了固定单位的 CCD 尺寸就不难了解余下 CCD Size 比例定义了，例如:

1）1/2" CCD 的对角线就是 1"的一半为8mm ，面积约为 1/4；

2）1/4" CCD 的对角线就是 1"的1/4，即为 4mm ，面积约为1/16。

所以，得出这样的结论，就是1/2.5inch CCD 感光面积<1/1.8inch 。

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 ）

求工业相机架设高度公式

一、工业相机计算公式：

分辨率（um）=0.61（固定值）×0.55（设计波长）+NA

有效FNo=放大倍率/2NA

景深（mm）=2（可接受的模糊圆直径×有效FNo+放大倍率2）

光通量直径（p）=2NAx物体的高度+视野尺寸（角度）

二、工业相机显示器倍率及综合倍率的求法：

显示器倍率=显示器英寸数×25.4（1英寸）+CCD相机对角尺寸

综合倍率=显示器倍率x光学倍率

例：2x光学倍率镜头和1/2”CCD相机的组合，在14"显示器上的影像综合倍率

综合倍率=44.45×2=88.9

工业镜头视场、倍率、焦距之间的关系

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、视场的计算方法

四、视野表

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

机器视觉系统中，镜头相当于人的眼睛，其主要作用是将目标的光学图像聚焦在图像传感器（相机）的光敏面阵上。视觉系统处理的所有图像信息均通过镜头得到，镜头的质量直接影响到视觉系统的整体性能。下面对机器视觉工业镜头的相关专业术语做以详解。

机器视觉焦距计算

机器视觉焦距计算是一种利用计算机视觉技术来测量物体距离和大小的方法。在机器视觉应用中，常常需要精确地测量物体的大小和位置，以便进行自动化控制和生产环节的管理。而焦距是测量物体距离和大小的一种重要参数，因此，机器视觉焦距计算成为了一个非常重要的领域。

在机器视觉中，焦距的计算通常采用三角形相似原理。首先，需要采集物体的图像数据，并通过计算机视觉算法来识别物体的轮廓和边缘。接着，根据相机和物体之间的距离和物体的实际大小，可以计算出相机的焦距。

在具体实现方面，一般采用相机标定技术来确定相机的内部参数（包括焦距、畸变等），然后根据标定数据和物体的实际大小计算出焦距。当然，这需要通过多次实验来精确地确定焦距的值，并进行错误校正。

总体来说，机器视觉焦距计算是一项非常复杂和精密的技术，需要具备深厚的计算机视觉理论和实践经验。它在自动化控制、工业生产和智能交通等领域中具有广泛的应用前景，将为人们的生产和生活带来更多的便利和效益。

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机器视觉视距计算公式

引言。

机器视觉是一种通过计算机进行图像识别和分析的技术，它可以模拟人类视觉系统，从而实现对图像的理解和处理。在机器视觉领域中，视距计算是一个重要的问题，它可以帮助机器视觉系统更准确地识别和定位物体，从而实现更精确的图像处理和分析。本文将介绍机器视觉视距计算的基本原理和公式，并探讨其在实际应用中的意义和挑战。

视距计算的基本原理。

视距是指观察者与物体之间的距离，它是一个基本的空间概念，对于机器视觉系统来说，视距计算可以帮助系统理解物体的位置和大小，从而实现对图像的更精确的处理和分析。视距计算的基本原理是利用图像中的特征点和相机参数来推导出物体与相机之间的距离关系，从而实现对视距的估计。

视距计算的公式。

视距计算的公式是机器视觉领域中的一个重要问题，它可以帮助系统更准确地理解图像中物体的位置和大小。在实际应用中，视距计算的公式通常基于相机的内参和外参参数，以及图像中的特征点信息来进行推导。一般来说，视距计算的公式可以表示为：

D = (f W) / P。

其中，D表示视距，f表示相机的焦距，W表示物体的实际宽度，P表示物体在图像中的像素宽度。这个公式基于相似三角形原理推导而来，它可以帮助系统根据图像中的像素信息来估计物体与相机之间的距离关系，从而实现对视距的计算和估计。

视距计算的意义和挑战。

视距计算在机器视觉领域中具有重要的意义和挑战，它可以帮助系统更准确地

理解图像中物体的位置和大小，从而实现更精确的图像处理和分析。然而，视距计算也面临着一些挑战，比如图像中的噪声和失真、相机参数的不确定性等问题都会对视距计算的准确性产生影响。因此，如何提高视距计算的准确性和稳定性是机器视觉领域中的一个重要问题。

fa镜头选型计算公式

FA镜头选型计算公式主要包括：

1. 相机靶面 = 分辨率×像元尺寸。

2. 工作距离：视角 = 焦距：CCD大小。

3. 被摄体景深＝FXεX（1/β）。其中，ε为容许弥散园参数，β为倍率。

请注意，实际选型时注意选择焦距接近但要比计算值小的镜头，这样能够保证获得完整图像。

如需了解更多关于FA镜头选型计算公式的内容，建议咨询专业人士获取帮助。

工业相机选型计算公式

首先，需要明确一些基本参数，这些参数是根据应用场景和需求所决

定的。比如：

1.分辨率：需要多高的图像分辨率来满足应用的要求？

2.帧率：需要多少帧率来捕捉运动中的细节？

3.光照条件：在应用场景中的光照条件是什么？

4.连接接口：需要选择哪种接口来与其他设备进行连接和通信？

接下来，根据这些参数来计算出照明需求、存储需求和传输需求。

1.照明需求：

- 光照强度：通常，照明强度需要满足一定的标准，在较暗的环境中

拍摄需要更强的照明。可以使用以下公式来计算所需的照明强度：照明强

度=目标区域的亮度要求（LUX）* 目标视场角（deg）* 目标视场半径（mm）* 补偿系数。

- 照明角度：需要计算适合场景的照明角度。可以使用以下公式计算：照明角度=目标视场半径（mm）/目标视场距离（mm）。

2.存储需求：

-图像存储大小：根据图像分辨率和位深计算图像的存储大小。可以

使用以下公式计算：图像存储大小（MB）=图像宽度（像素）*图像高度

（像素）*每像素位数/8/1024/1024

-存储时长：根据每秒存储图像的数量和存储容量计算存储时长。可

以使用以下公式计算：存储时长（小时）=存储容量（GB）/（图像存储大

小（MB）*3600*每秒存储图像的数量）。

3.传输需求：

- 数据传输速率：根据帧率和图像分辨率计算数据传输速率。可以使

用以下公式计算：数据传输速率（MB/s）=图像宽度（像素）* 图像高度（像素）* 每像素位数 / 8 / 1024 / 1024 * 帧率（fps）。

最后，根据照明需求、存储需求和传输需求来选择合适的工业相机型号。根据以上计算结果，选择满足需求的相机型号，注意要综合考虑价格、性能和可用性。