镜头工作距离和焦距的公式
工业相机镜头的基础知识!
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■解析度 表示一组物镜所能见到了2点的最小间隔 0.61x 使用波长(λ)/ NA=解析度(μ) 以上的计算方法理论上可以计算出解析度，但不包括失真。 ※使用波长为550nm ■解像力 １mm中间可以看到黑白线的条数。单位（lp）/mm. ■MTF（Modulation Transfer Function） 成像时再现物体表面的浓淡变化而使用的空间周波数和对比度。
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Any Questions?
谢谢大家
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工业镜头的主要类别：近摄物镜
近摄物镜
•接圈 简单的近摄物镜是在照相镜头和CCD相机之间加入 一个接圈，见图1.1－18 ，由此，CCD的敏感面可以位 于照相镜头的像方焦面的外面一段距离，从而可以摄取 到较近距离目标的像，但它受到图像清晰度的限制。
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工业镜头的主要类别：近摄物镜
近摄物镜
C接口和CS接口的区别
• C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17.5mm., CS型接口此距离为12.5mm.。 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。
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工业镜头的主要类别：常用摄像物镜 常用摄像物镜参数
•主要参数有焦距f 光圈数F和视场2ω . 经验公式：1/F *tanω √f=C
F型接口类型摄像物镜焦距表（mm） 类型 焦距 鱼眼型 7.5,15 超广角型 17,20 广角型 24,28,35 标准型 50
C,CS型接口类型摄像物镜焦距表(mm) 类型 焦距 1/3″ 2.8-3.5 1/3 ″,1/2 ″ 3.5-6 2/3 ″,1 ″ 8-75
工业相机精度计算公式
工业相机精度计算公式已知：目标长宽15 x 15mm，要求0.008mm 的精度幅宽按1.5倍，即1.5*15 = 22.5mm(1). 相机像素=幅宽/检测精度=22.5mm/0.008mm= 2812.5 pixel，相机分辨率为2812.5 x 2812.5 = 791万像素，考虑检测稳定性，按4个像素对应一个检测精度（边缘像素4，实际对长边和短边各放大2倍）。
实际相机分辨率为791x4 = 3164万像素常见像素：30万、130万、200万、300万、500万、900万、1200万、1400万、1600万、2000万、2500万、2900万、3100万、4700万、7100万等综上，3100万像素相机，这里考虑海康的MV-CH310-10GM 相机卷帘快门（Rolling Shutter）——拍摄静态物体多数CMOS图像传感器上使用的快门，其特征是逐行曝光，每一行的曝光时间不一致。
全局快门（Global Shutter）——拍摄运动物体CCD传感器和极少数CMOS传感器采用的快门，传感器上所有像素同时刻曝光。
（2）镜头焦距计算假设工作距离60mm系统放大倍率 = 芯片短边/视野短边 = 16.7/22.5 = 0.7422系统的分辨精度 = 像元尺寸/放大倍率 =3.45/0.7422 =4.648微米 < 8微米（客户需求），满足要求.镜头焦距为：f = 工作距离/(1+1/放大倍率) =60/(1+1/0.7422) = 25.56 毫米参考：勇哥的视觉实验：工业相机镜头焦距、工作距离、视野等选型的计算-视觉实验-少有人走的路 (skcircle) 文中提到的那个小程序，源代码里焦距计算公式不太一样，是用的第二种。
镜头基本参数
一、镜头基本参数（一）镜头的结构及重要规格参数1.镜头的结构镜头由多个透镜、光圈和对焦环组成。
镜头中的玻璃镜片是镜头的核心。
但是只有玻璃镜片也没有用，光圈控制与对焦机构是镜头组成另外两个重要机构。
镜头的光圈可以分为固定光圈和可变光圈，其中可变光圈又可分为自动光圈和手动光圈。
同样的，对焦机构也有手动和自动之分。
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。
2.镜头的焦距和视场任何一个复杂的透镜组合都可以等效为一个简单的透镜，光经过透镜的传播路线可以简单的画作下图：（1）、工作距离工作距离指的是镜头第一个面到所需成像物体的距离。
它与视场大小成正比，有些系统工作空间很小因而需要镜头有小的工作距离，但有的系统在镜头前可能需要安装光源或其它工作装置因而必须有较大的工作距离保证空间，通常FA镜头与监控镜头相比，小的工作距离就是一个重要区别。
（2）、焦距焦距是指镜头的光学中心（光学后主点）到成像面焦点的距离。
平行光通过镜头后汇聚于一点，这个点就是所说的焦点。
焦距不仅仅描述镜头的屈光能力，且可作为图像质量的参考。
一般镜头失真随着焦距的减小而增大，因而选择测量镜头，不要选择小焦距（小于8mm）或大视场角的镜头。
在光学系统当中，以镜头为顶点，以被测物体通过镜头的最大成像范围的两边缘构成的夹角叫做视场角。
视场角的大小决定了镜头的视野范围，视场角越大，视野就越大，光学倍率也就越小。
焦距越长，视场角就越窄；焦距越短，视场角就越宽。
工作距离指的是镜头最后一个面到其像面的距离。
通过目标物所需视场及透镜的焦距，可确定工作距离（WD）。
工作距离和视场大小由焦距和CCD大小来决定。
在不使用近摄环的情况下，可套用以下比例表达式获得：工作距离：视角 = 焦距：CCD大小假设焦距为16mm，CCD大小为3.6mm，则工作距离应为200mm，这样才能使视场等于45mm。
如下图所示：一般适合工厂自动化的透镜的焦距是88mm/16mm/25mm/50mm。
摄像机镜头换算公式
摄象机镜头换算公式在闭路监控工程中，工程人员往往会碰到镜头难以选配的问题；为此，提供以下简单的计算公式，供选取镜头时参考：公式1；F=w D/W公式2：F=h D/HF：镜头焦距D：被摄物体距镜头的距离W：被摄物体需摄取的宽度H：被摄物体需摄取的高度w：CCD靶面的宽度h：CCD靶面的高度CCD靶面相关参数例：某闭路监控工程中，用1/3”的摄象机，摄象机安装在收银员的5米高的上方，需要监控收银员2米宽的柜台情况，选用多少毫米的镜头？按F=w D/W公式计算F=4.8*5/2=12mm则选用12 mm的镜头即可。
摄像机镜头知识及其选用标准一、基本概念1、成象面：成象面是入射光通过镜头后所成象的平面，这个面是一个圆形。
2、CCD芯片：摄像机中用来将光信号转换成电信号的装置。
摄像机说明书中常有1/2"、1/3"、2/3",指的是CCD芯片对角线的长度，单位是英寸。
3、焦距：是镜头到成象面的距离，单位是mm。
4、视角：就是视线的角度，也就是镜头能“看”多“宽”。
5、最小工作距离：是指从镜头到所能看清的物体之间的最短距离。
6、视野：是指镜头所能覆盖的有效工作区域。
7、景深：是指镜头所能成像的纵深范围。
二、镜头的分类1、按外形功能分按尺寸大小分按光圈分按变焦类型分按焦距长矩分球面镜头1" 25mm 自动光圈电动变焦长焦距镜头非球面镜头1/2" 3mm 手动光圈手动变焦标准镜头针孔镜头1/3" 8.5mm 固定光圈固定焦距广角镜头鱼眼镜头2/3" 17mm2、以镜头安装分类镜头的安装方式有C型安装和CS型安装两种。
在电视监控系统中常用的镜头是C型安装镜头（in32牙螺纹座），这是一种国际公认的标准。
这种镜头安装部位的口径是25. 4mm（in），从镜头安装基准面到焦点的距离是17. 526 mm。
大多数摄像机的镜头接口则做成CS型，因此将C型镜头安装到CS接口的摄像机时需增配一个5 mm厚的接圈，而将CS镜头安装到CS接口的摄像机时就不需接圈。
场镜工作距离和焦距的计算
场镜工作距离和焦距的计算光学中，场镜是一个重要的光学元件，它有助于改变人眼或相机镜头的视场大小。
一般来说，视场越大，镜头的广角效果就越好。
而焦距则决定了镜头的放大倍率和清晰度。
在本文中，我们将探讨场镜工作距离和焦距的计算方法，以及它们对于镜头性能的影响。
首先，让我们来了解一下场镜的定义和作用。
场镜又称为望远镜镜头或宽视镜镜头，其作用是通过聚光成像，扩大观察者或相机视野的范围。
它可以改变光线的传播路径，使光线更接近观察者的眼睛或相机传感器。
这种设计使得被观察物体的视野更加广阔，同时也提供了更多的细节。
场镜的工作距离是指观察者眼睛或相机传感器到场镜的距离。
一般来说，工作距离越大，观察者或相机对被观察物体的视场范围就越广。
这是因为工作距离的增加会扩大光线的传播路径，从而使得被观察物体的图像在传感器上的投影更加广泛。
当然，要注意的是，过大的工作距离可能会导致图像的放大倍率减小，因为光线传播的距离增加会使得图像所占像素的比例变小。
接下来，我们来讨论焦距的计算方法。
焦距是指镜头将平行光线聚焦在焦点上的距离。
它决定了图像在传感器上的大小和清晰度。
一般来说，焦距越短，放大倍率越大，但景深也会减小，导致图像清晰度的下降。
而焦距越长，则放大倍率越小，但景深增加，图像清晰度会提高。
焦距的计算方法根据场镜的类型而有所不同。
一种常见的计算方法是使用透镜公式：1/f = 1/v - 1/u，其中f表示焦距，v表示物体距离透镜的距离，u表示物体的像距。
通过测量u和v的值，可以求解出焦距f。
还有一种计算方法是使用光线追迹法，根据光线的传播路径和经过透镜的折射原理，计算出焦点的位置。
在选择场镜时，需要根据具体的应用需求来确定工作距离和焦距。
如果需要拍摄广角效果强大的照片或者观察广阔的景物，可以选择工作距离较大的场镜，以获得宽广的视场。
而如果需要拍摄远距离的物体或者追求更高的放大倍率和清晰度，可以选择焦距较长的场镜。
总之，场镜的工作距离和焦距是光学设计中重要的考虑因素。
摄像机镜头换算公式
摄象机镜头换算公式在闭路监控工程中，工程人员往往会碰到镜头难以选配的问题；为此，提供以下简单的计算公式，供选取镜头时参考：公式1；F=w D/W公式2：F=h D/HF：镜头焦距D：被摄物体距镜头的距离W：被摄物体需摄取的宽度H：被摄物体需摄取的高度w：CCD靶面的宽度h：CCD靶面的高度CCD靶面相关参数例：某闭路监控工程中，用1/3”的摄象机，摄象机安装在收银员的5米高的上方，需要监控收银员2米宽的柜台情况，选用多少毫米的镜头？按F=w D/W公式计算F=4.8*5/2=12mm则选用12 mm的镜头即可。
摄像机镜头知识及其选用标准一、基本概念1、成象面：成象面是入射光通过镜头后所成象的平面，这个面是一个圆形。
2、CCD芯片：摄像机中用来将光信号转换成电信号的装置。
摄像机说明书中常有1/2"、1/3"、2/3",指的是CCD芯片对角线的长度，单位是英寸。
3、焦距：是镜头到成象面的距离，单位是mm。
4、视角：就是视线的角度，也就是镜头能“看”多“宽”。
5、最小工作距离：是指从镜头到所能看清的物体之间的最短距离。
6、视野：是指镜头所能覆盖的有效工作区域。
7、景深：是指镜头所能成像的纵深范围。
二、镜头的分类1、按外形功能分按尺寸大小分按光圈分按变焦类型分按焦距长矩分球面镜头1" 25mm 自动光圈电动变焦长焦距镜头非球面镜头1/2" 3mm 手动光圈手动变焦标准镜头针孔镜头1/3" 8.5mm 固定光圈固定焦距广角镜头鱼眼镜头2/3" 17mm2、以镜头安装分类镜头的安装方式有C型安装和CS型安装两种。
在电视监控系统中常用的镜头是C型安装镜头（in32牙螺纹座），这是一种国际公认的标准。
这种镜头安装部位的口径是25. 4mm（in），从镜头安装基准面到焦点的距离是17. 526 mm。
大多数摄像机的镜头接口则做成CS型，因此将C型镜头安装到CS接口的摄像机时需增配一个5 mm厚的接圈，而将CS镜头安装到CS接口的摄像机时就不需接圈。
镜头基础知识
镜头基础知识日期：2012年1月6日15:13摘要：光学镜头的主要参数焦距主点到焦点的距离称为光学系统的焦距，这是镜头的重要参数之一，它决定了像与实际物体之间的比例。
在物距一定的情况下，要得到大比例的像，则要求选用长焦距的镜头。
如图2所示，自物方主点H到物方焦点F的距离称为物方焦距或前焦距f；类似地，自像方主点H '到物方焦点F '的距离称为物方焦距或前焦距f '。
其定义具有方向性，如果主点到焦点的方向与光线的方向一致，则焦距为正；反之则为负。
图2中所示的情况，像方焦距f '>0，物方焦距f '<0。
如果系统两侧的介质相同，则f '=-f。
相对孔径与光圈数F数相对孔径为入瞳直径与焦距的比值D/f ' ，它主要影响像面的照度，照相镜头像面的照度与相对孔径的平方成正比。
为了满足景物较暗时摄影的需要，或者为了对高速运动物体摄影，要求采用很短的曝光时间，它们都要求提高像面的照度，因此就需要采用大的相对孔径。
镜头通常采用光圈数F来表示通光孔径的大小，光圈数F数为相对孔径的倒数，即F=f ' / D视场角（FOV：Field of view）与像面尺寸镜头的视场角决定了被拍摄景物的范围。
由于摄影系统一般是对远处景物成像，所以其像面通常位于焦平面附近，因此像面大小与视场角2W ' 的关系可表示为公式y ' =f ' tanW '公式中y ' 应该是像面区域的半径。
目前，工业相机通常使用CCD或者CMOS传感器作为像面接收器，有面阵和线阵两种，其工作区域的形状分别为矩形或线形，传感器的工作区域必须包含在镜头所确定的像面圆形区域之内。
在镜头的参数中，也经常使用传感器的大小来表示视场大小。
面阵传感器是由许多像素单元组成的一个矩形阵列，每个像素单元都是一个方形传感器。
面阵传感器的大小通常是以其对角线的长度来表示的。
CCD-工业相机镜头的参数与选型
在机器视觉系统中,工业相机镜头通常与光源、相机一起构成一个完整的图像采集系统，因此工业相机镜头的选择受到整个系统要求的制约。
下面成都西旺为您讲解工业相机镜头的参数与选型：一、工业相机镜头主要参数：1.焦距(FocalLength) 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(SensorSize) 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 ofField,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。
7.工作距离(Workingdistance,WD)镜头第一个工作面到被测物体的距离。
8.视野范围(Field ofView,FOV) 相机实际拍到区域的尺寸。
9.光学放大倍数(Magnification,ß)CCD/FOV，即芯片尺寸除以视野范围。
10.数值孔径(Numerical Aperture,NA)数值孔径等于由物体与物镜间媒质的折射率n与物镜孔径角的一半(a\2)的正弦值的乘积，计算公式为N.A=n*sina/2。
怎么样来计算摄像机的安装距离
如何计算监控摄像头的有效距离一、公式计算法：视场和焦距的计算视场系指被摄取物体的大小，视场的大小是以镜头至被摄取物体距离，镜头焦头及所要求的成像大小确定的。
1、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；f=wL/Wf=hL/Hf：镜头焦距w：图象的宽度（被摄物体在ccd靶面上成象宽度）W：被摄物体宽度L：被摄物体至镜头的距离h：图象高度（被摄物体在ccd靶面上成像高度）视场（摄取场景）高度H：被摄物体的高度ccd靶面规格尺寸：单位mm规格W H1/3" 4.8 3.61/2" 6.4 4.82/3" 8.8 6.61" 12.7 9.6由于摄像机画面宽度和高度与电视接收机画面宽度和高度一样，其比例均为4:3,当L不变，H或W增大时，f变小，当H或W不变，L增大时，f增大。
2、视场角的计算如果知道了水平或垂直视场角便可按公式计算出现场宽度和高度。
水平视场角β（水平观看的角度）β=2tg-1= 垂直视场角q（垂直观看的角度）q=2tg-1= 式中w、H、f同上水平视场角与垂直视场角的关系如下：q=或=q 表2中列出了不同尺寸摄像层和不同焦距f时的水平视场角b的值，如果知道了水平或垂直场角便可按下式计算出视场角便可按下式计算出视场高度H和视场宽度W. H=2Ltg、W=2Ltg 例如；摄像机的摄像管为17mm(2/3in),镜头焦距f为12mm，从表2中查得水平视场角为40℃而镜头与被摄取物体的距离为2m，试求视场的宽度w。
W=2Ltg=2×2tg=1.46m 则H=W=×1.46=1.059m 焦距f越和长，视场角越小，监视的目标也就小。
二、图解法如前所示，摄像机镜头的视场由宽（W）。
高（H）和与摄像机的距离（L）决定，一旦决定了摄像机要监视的景物，正确地选择镜头的焦距就由来3个因素决定；*.欲监视景物的尺寸*.摄像机与景物的距离*.摄像机成像器的尺士：1/3"、1/2"、2/3"或1"。
视觉公式
一、面阵相机和镜头选型已知：被检测物体大小为A*B，要求能够分辨小于C，工作距离为D解答：1. 计算短边对应的像素数E=B/C，相机长边和短边的像素数都要大于E。
2. 像元尺寸=产品短边尺寸B/所选相机的短边像素数3. 放大倍率=所选相机芯片短边尺寸/相机短边的视野范围4. 可分辨的产品精度=像元尺寸/放大倍率（判断是否小于C）5. 物镜的焦距=工作距离/（1+1/放大倍率）单位：mm6. 像面的分辨率要大于1/（2*0.1*放大倍率）单位：lp/mm以上只针对镜头的主要参数进行计算选择，其他如畸变、景深、环境等，可根据实际要求进行选择。
二、针对速度和曝光时间的影响，产品是否有拖影已知：确定每一次检测的范围为80mm*60mm，200万像素CCD相机（1600*1200），相机或产品运动速度为12m/min = 200mm/s。
曝光时间计算：曝光时间<长边视野范围/（长边像素值*产品运动速度）曝光时间< 80mm/（1600*250mm/s）曝光时间< 0.00025s = 1/4000 s总结：故曝光时间要小于1/4000 s ，图像才不会产生拖影。
三、线阵相机和镜头选型相机选型：已知：幅宽为1600mm、检测精度1mm/pixel、运动速度22000mm/s、物距1300mm相机像素数=幅宽/检测精度=1600mm / 1mm/pixel = 1600pixel最少2000个像素，选定为2k相机实际检测精度=幅宽/实际像素=1600mm/2048pixel＝0.8mm/pixel扫描行频=运动速度/实际检测精度=22000mm/0.8mm＝27.5KHz应选定相机为2048像素28kHz相机，像元尺寸10um选用一个VT-FAGL2015线阵相机或两个103k-1k线阵相机拼接镜头选型：sensor长度=像素宽度×像素数=0.01mm×2048=20.48mm镜头焦距= sensor长度×物距/幅宽=20.48×1300/1600＝16mm四、图像采集卡、相机接口、PCI、PCI-E插槽的选型相机接口带宽USB1.1 1.5MB/sUSB2.0 60MB/s（一般40 MB/s）USB3.0 625MB/s（一般150MB/s）1394A 50MB/s1394B 100MB/s千兆网125MB/s插槽类型带宽PCI 132MB/sPCI-E（1 lane-x1） 250MB/s（一般200 MB/s）PCI-E（4 lane-x4） 1GB/sPCI-E（8 lane-x8） 2GB/sPCI-E（16 lane-x16）4GB/s图像采集卡的数据率（又称点频）>= 1.2 x相机数据率相机数据率（又称像素时钟）=相机分辨率x相机帧频相机接口的带宽要大于图像采集卡的数据率插槽的带宽>图像采集卡的数据率>相机接口的带宽> 1.2 x相机数据率PCI插槽有PCI 32bit和PCI 64bit的区别。
应用光学-第九章(3)摄影与投影系统
投影系统的核心部分是物镜。 一、主要参数：共轭距、工作距、放大率、视场、相对孔 径等。 1、共轭距（M） 共轭距的大小影响轴向尺寸。
y'
− U max
H
H'
U ' max
y
工作距离
−l
M + HH '
l'
共轭距和放大率、焦距之间的关系如下：
M = − f ' (β − 1) β
2
共轭距与焦距成正比，当横向放大率一定时，共轭距 增大使物镜焦距增大。 小型：M=1m左右、中型M=1~2m、大型M>2m
光圈系数 景深 相对孔径越大，景深越小。
利用光圈与快门配合可以实现特殊摄影效果
摄影物镜的主要光学参数：
1、焦距f ’ 用某一镜头拍摄一定距离的物体时，像高y’为
yf ' y' = = kf ' x
k是常量
焦距不同的镜头，拍摄同一距离的景物，像的大小也不同
2、相对孔径或光圈系数
相对孔径越大，景深越小。 光圈系数 景深
像面能在一定范围内沿轴移动的量称为几何焦深。
几何焦深的大小与像点所允许的弥散斑直径有关。
设弥散斑允许的直径为z′,焦深2△′与z′的关系可由下 图求出：
z' 2Δ' = tgU'
入瞳
出瞳
像平面
A
-U F H
D H’
U’ F’ △’ A’ △’
Z’
-l
f’ l’
x’
在对称式的摄影物镜中，入瞳和出瞳分别靠近物镜的前主 面和后主面，它们有同样的通光孔径，
3、画面大小2y’或物方视场角2ω
2 y ' = 2 f ' tgω
关于镜头的一点知识
关于镜头的⼀点知识镜头的两⼤要素：焦距与亮度⼀、镜头的焦距镜头有各⾃固有的焦距，焦距不同拍摄范围也相应地有很⼤变化。
变焦镜头也是同样，当变焦到⼀定焦距时的固定视⾓与该焦距定焦镜头是相同的。
下⾯将说明镜头所具有的焦距与视⾓的关系，同时学习因视⾓变化所导致的照⽚效果变化。
1、焦距与对⾓线视⾓◎焦距：表⽰从镜头的“主点（第2）”到像⽅焦平⾯距离的数值。
单位为mm（毫⽶），不过以前也曾经使⽤过cm（厘⽶）单位。
之所以通常⽤50mm作为标准镜头，是因为其视野与⼈的⾁眼视野接近。
◎镜头的视⾓（对⾓线视⾓）：是指从像⽅焦平⾯（图像感应器）对⾓线的两端⾄镜头主点（第2主点）连线之间的夹⾓，以⾓度表⽰在像⽅焦平⾯上被摄体的成像范围。
因此，当作为决定视⾓要素的像⽅焦平⾯⼤⼩发⽣变化时，视⾓也将随之变化。
如图所⽰，图像感应器变⼩时，视⾓也随之变⼩。
尽管视⾓发⽣了变化，但镜头主点⾄像⽅焦平⾯的距离未发⽣变化，即镜头的焦距未产⽣变化。
也就是说，镜头与图像感应器的关系不管使⽤何种尺⼨的图像感应器，50mm镜头的焦距都始终是50mm。
焦距是镜头内主点⾄像⽅焦平⾯的距离，不受图像感应器⼤⼩影响。
不过，图像感应器变⼩时视⾓也变狭窄，相应地镜头成像特性会变得倾向于远摄镜头。
使⽤APS-C尺⼨相机时，50mm镜头的视⾓相当于80mm镜头，会明显感觉焦距仿佛发⽣了变化。
但我们要了解，实际上镜头本⾝的构造和光学特性是不会产⽣变化的。
◎APS-C、APS-H：现在成为了表⽰图像感应器尺⼨的标记之⼀。
起源于APS胶⽚相机，由于与曾经使⽤的16.7×23.4mm（APS-C）胶⽚尺⼨和16.7×30.2mm（APS-H）胶⽚尺⼨相近，故此得名。
各⼚商使⽤的尺⼨均有细微差异，即使同⼚商各机型之间也存在⼤⼩差异。
视⾓根据镜头焦距长短变化⽽同时发⽣变化。
焦距变长时视⾓变狭窄（远摄侧），与之相反，当焦距变短时视⾓变得更宽⼴（⼴⾓侧）。
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 7.07mm1/2 长6.4mm 宽 4.8mm1/3 长4.8mm 宽 3.6mm1/4 长3.2mm 宽 2.4mm1/2.5 长5.12mm 宽3.84mm1/1.8 长7.13mm 宽 5.37mm1/2.3 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相机侧即使有安装个体差，也可以吸收摄影倍率的变化用于色偏移补偿，摄像机本应都采用这种镜头三、远心光学系统的特色远心光学系统的特色：：优点优点：：更小的尺寸。
减少镜头数量，可降低成本。
缺点缺点：：上下移动物体表面时，会改变物体尺寸或位置。
优点优点：：上下移动物体表面时，不会改变物体尺寸或位置。
使用同轴照明时。
(基础版)凸透镜成像公式
(基础版)凸透镜成像公式概述凸透镜是在光学实验和光学仪器中常用的一种元件。
了解凸透镜的成像公式是非常重要的，因为它能帮助我们预测图像的位置和特点。
凸透镜的成像公式凸透镜的成像公式可以用于计算图像距离、物距、焦距和物像高度之间的关系。
对于凸透镜而言，成像公式如下：1. 物距（物体离凸透镜的距离）：\(u\)2. 图像距离（图像离凸透镜的距离）：\(v\)3. 焦距（凸透镜的焦距）：\(f\)4. 物体高度：\(h_o\)5. 图像高度：\(h_i\)成像公式可以表示为以下方程：\(\frac{1}{f} = \frac{1}{u} + \frac{1}{v}\)这个公式被称为薄透镜公式或透镜公式。
如何使用成像公式为了使用凸透镜的成像公式，我们需要知道至少其中三个变量的值。
根据已知数据，我们可以通过代入值计算未知的变量。
例如，如果我们知道物体距离和焦距，我们可以计算图像距离和图像高度。
凸透镜的成像公式也可以用来解释物体在透镜上的成像。
如果物体距离\(u\)等于焦距\(f\)，那么图像将被成像到无限远处。
如果物体距离大于焦距，图像将会被成像在凸透镜的另一侧。
注意事项- 凸透镜公式只适用于薄透镜（厚度可以忽略不计）。
- 注意单位的一致性，确保所有输入和输出的单位相同。
- 成像公式只适用于凸透镜，不适用于凹透镜。
结论了解凸透镜的成像公式对于理解光学实验和光学仪器非常重要。
这些公式可以帮助我们计算和预测图像的位置和特征。
通过熟练掌握这些公式并应用于实际问题中，我们可以更好地理解透镜的工作原理和光的行为。
希望这份文档对您理解凸透镜的成像公式有所帮助！。
视觉选型指南
一、選擇CCD關鍵參數：1.精度：根据“视野”与“分辨率” 选择CCD。
“视野” 是指CCD在X 和Y 方向上所能覆盖的范围，而“分辨率”是由1 个像素等于多少mm 来确定的。
以下公式表示了它们的关系。
分辨率= Y 方向的视野(mm) / CCD 在Y 方向上的像素数2.視野：是指CCD 在X 和Y 方向上所能覆盖的范围3.工作距離：WD(工作距离= 镜头顶端与工件之间的距离) 、4.景深：確定產品是靜止的，還是運動的，或者是不同的產品會有高度差。
5.安裝空間：如果空間不足。
可以選擇小型ccd 和側視鏡比較合適。
6.傳輸速度：标准速度的31 万像素CCD 以16.0 ms 的速率传输图像。
相同分辨率的高速CCD 具有4.7 ms 的图像传输速度。
在由于高速生产线而需要更快处理时间的检测中，高速CCD 非常有效7.黑白與彩色CCD的選擇：应根据需要检测什么类型的瑕疵来选择彩色或黑白CCD。
难以与背景区分的瑕疵可能需要使用彩色CCD。
8.軟件調試：光源選擇步驟：一.根据目标材料、形状和应用，从以下三种类型中选择合适的照射方向：镜面反射、漫反射和透射。
(1)镜面反射光从目标上直接反射回CCD。
这种照明在检测玻璃基板等高反射性工件时非常有效。
（2）漫反射光在目标表面反射时向许多方向散射。
这种照明方法在通过反射性包装检测工件时非常有效。
（3）透射从目标背后发出光线，CCD 接收透射的轮廓。
这种方法通常在尺寸检测中使用二. 确定合适的型状一旦根据类型（镜面反射型、漫反射型、透射型）选择了照明方法，即可根据要检测的工件、检测工件的背景及其周围环境选择型号。
按照明类型分类的典型照明设备镜面反射型同轴照明环形照明条形照漫反射型低角度照明环形照明条形照明透射型面照明棒形照明-鏡面反射型的照明最佳旋轉是同軸照明，條件如下：1照明在玻璃表面上反射。
2需要增强玻璃板和背景之间的差异。
3最好对工件实施垂直照明。
4可在目标上方提供一定的空间。
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镜头工作距离和焦距的公式
假设我们用以下符号来表示不同参数：
- ƒ：焦距（以毫米为单位）
- d：物体到相机的距离（以毫米为单位）
- D：物体的实际长度（以毫米为单位）
- h：物体在图像中的实际高度（以毫米为单位）
- H：物体在图像中的像素高度（以像素为单位）
- fov：相机镜头的视场角（以度为单位）
则镜头工作距离与焦距之间的关系可以表示为公式：
d = D × ƒ / H
焦距与物体实际尺寸、像素高度和视场角之间的关系可以表示为公式：
ƒ = H × D / (2 × h × tan(fov/2))
以上是镜头工作距离和焦距的一般公式，它们可以帮助我们在摄影、摄像及计算机视觉等领域中，推导和计算相关参数。