机器视觉工业镜头计算方法
工业镜头的四个重要参数
工业镜头的四个重要参数工业镜头是工业应用中常用的一种镜头，主要用于机器视觉、自动化、检测等领域。
对于工业镜头来说，有四个重要的参数需要注意，分别是焦距、视场角、光圈和工作距离。
焦距是指镜头从物镜到焦平面之间的距离，也可以理解为镜头的“放大倍率”。
焦距越长，镜头的视场角越小，物体看起来越大；焦距越短，镜头的视场角越大，物体看起来越小。
在选择工业镜头时，需要根据具体应用的需求确定焦距，如需要拍摄远距离的物体，则选择长焦距镜头；需要拍摄广角的场景，则选择短焦距镜头。
视场角是指镜头能够拍摄到的水平或垂直范围。
这个参数决定了镜头的广角或望远能力。
通常以水平视场角来表示，单位为度。
视场角越大，镜头所拍摄到的范围越广，适合拍摄大范围或广角的场景；视场角越小，镜头所拍摄到的范围越窄，适合拍摄小范围或望远的场景。
在选择工业镜头时，需要根据实际应用的需求确定视场角。
光圈是指镜头中光线通过的孔径大小。
光圈越大，相对应的光线越多，进入相机的光量就越多，因此可以在较暗的环境下获得更好的画质。
光圈大小通常以F值表示，F值越小，光圈越大。
在选择工业镜头时，需要根据实际拍摄环境的光照条件确定光圈大小，以保证拍摄效果的清晰度和亮度。
工作距离是指镜头能够清晰拍摄物体的最近距离。
工作距离决定了镜头的近摄能力，如果需要对小尺寸物体进行拍摄或者需要进行特定的检测任务，保持一定的工作距离是非常重要的。
在选择工业镜头时，需要根据实际应用需求确定工作距离，以确保能够清晰地拍摄到所需物体。
在工业应用中，不同的应用场景对这些参数的要求不同。
例如，对于机器视觉，可能需要选用适合的焦距和视场角，以满足对目标物体进行精确定位和测量的需求；对于自动化生产线上的检测需求，可能需要选用具有较大光圈和适当工作距离的镜头，以提高图像质量和检测效率。
综上所述，焦距、视场角、光圈和工作距离是工业镜头的四个重要参数。
在选择工业镜头时，需要根据具体应用的需求，合理选择这些参数，以获得更好的拍摄效果和图像质量。
机器视觉基础知识（ＰＤＦ）
机器视觉中的图像采集技术硬件基础知识
一、镜头基本概念（7）
镜头的调制传递函数MTF
第一节 工业镜头
机器视觉中的图像采集技术硬件基础知识
一、镜头基本概念（8）
镜头的调制传递函数MTF
第一节 工业镜头
机器视觉中的图像采集技术硬件基础知识
第一节 工业镜头
一、镜头基本概念（9）
镜头的调制传递函数MTF
机器视觉中的图像采集技术硬件基础知识
第一节 工业镜头
一、镜头基本概念（4）
镜头接口 – C-MOUNT 镜头的标准接口之一，镜头的接口螺纹参数： 公称直径：1“ 螺距：32牙 – 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。 – C/CS能够匹配的最大的图像传感器的尺寸不超过1“。
一、镜头基本概念（10）
系统的调制传递函数MTF
第一节 工业镜头
机器视觉中的图像采集技术硬件基础知识
第一节 工业镜头
二、镜头的分类（1）
按照等效焦距分为 广角镜头
等效焦距小于标准镜头（等效焦距为50mm）的镜头。特点 是最小工作距离短，景深大，视角大。常常表现为桶形畸变。 中焦距镜头 焦距介于广角镜头和长焦镜头之间的镜头。通常情况下畸变 校正较好。 长焦距镜头 等效焦距超过200mm的镜头。工作距离长，放大比大，畸变 常常表现为枕形状畸变。
像素速率（Pixel Rate）
相机每秒中能够输出像素的个数，仅仅对于数字相机有意 义。
机器视觉中的图像采集技术硬件基础知识
第二节 工业相机
一、工业相机的基本概念（5）
卷帘快门（Rolling Shutter）
工业镜头相关参数
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)解析度是指工业镜头能够捕捉和呈现的图像细节数量和清晰度。
解析度通常以水平线对应的图像细节数量来表示，单位为线对每毫米。
较高的解析度意味着镜头能够捕捉更多的细节并提供更清晰的图像。
6. 失真率 (Distortion)失真率是评估工业镜头图像形变程度的指标。
镜头失真会使图像形状发生扭曲或拉伸，影响成像的准确性。
低失真率的工业镜头能够提供更真实、更准确的图像。
机器视觉技术与应用实战-FA镜头和远心镜头
芯镜头
《机器视觉技术与应用实战》
FA镜头参数介绍
下表是一款500万分辨率镜头参数说明，可以支持2/3以下传感器芯片尺寸的相机。
《机器视觉技术与应用实战》
镜头的辅助器件
1 扩焦镜：安装在镜头和相机之间，改变焦距，但是物距不变。
《机器视觉技术与应用实战》
镜头的辅助器件
2 近摄接圈：安装在镜头和相机之间，可单独或者组合使用，是近距离成像的有效辅助配件。
FA镜头一般有定焦镜头和变焦镜头，定焦镜头有对焦调节环和光圈调节环，变焦镜头则会多一个变焦调 节环如下图
《机器视觉技术与应用实战》
FA镜头的选型
选择FA镜头需要考虑以下几点，FA镜头能否满足技术要求 工作距离 景深 视野 分辨率 畸变 FA镜头能否满足技术要求 1）被测量物体是否在同一个测量平面，不在同一平面放大倍率是不同的。 2）FA镜头畸变小于1%是否影响检测结果 3）视差也就是当物距变大时，FA镜头对物体的放大倍数也会改变； 4）FA镜头镜头的解析度能不能满足要求； 5）由于视觉光源的几何特性，而造成的图像边缘位置的不确定性。不适当光源干扰下造成边界的确定性
《机器视觉技术与应用实战》
《机器视觉技术与应用实战》
（4） 镜头的视野 视野 (Field of view)：简称FOV,或者叫视场角，图像采集设备所能够覆盖的范围，即和靶面上的图像所对应 的物平面的尺寸；前面介绍过它和工作距离，镜头焦距和相机传感器芯片尺寸有关。相机标定和视觉精度也 需要视野的准确尺寸。
大华机器视觉工业镜头及配件选型表
镜头选型方法一、确定检测范围根据检测对象确定视场范围，如长度L和宽度W。
二、确定相机选型1. 根据检测精度的要求，计算出所需的相机分辨率，即Sensor的像素数M*N，然后选择合适的 举例：检测100mm*100mm的范围，要求精度达到0.05mm，则所需像素至少要达到(100/0.05) 可以选用2590*2048或3072*2048的相机；2. 确定相机选型后，得出Sensor成像面尺寸H*V，可通过相机参数查询，也可根据以下公式计H=M*像元尺寸,V=N*像元尺寸 其中，像元尺寸可从sensor参数中查询3. 确定相机选型后，计算成像系统的放大率β=目标成像尺寸/目标实际尺寸=Sensor尺寸/对应视场大小举例：采用200W相机，Sensor水平尺寸H=9.216mm，对应检测长度L=100mm，则系统放大率 β=H/L=0.092三、镜头选刑1. 确定镜头像面规格及分辨率：(1) 镜头成像面应不小于Sensor成像面尺寸，否则可能会出现黑边或暗角。
如搭配1/1.8"相机(2) 镜头成像面不宜大于Sensor尺寸太多，否则可能会导致镜头清晰度不高或价格过高或外形(3) 镜头分辨力一般不低于Sensor分辨率要求，如1/1.8" 600W相机搭配2/3" 2MP镜头时清晰度2. 根据视场范围、Sensor尺寸和工作距离估算镜头焦距f：若工作距离为D，则镜头焦距可按以下公式进行估算：f=β*D举例：若系统成像放大率β=0.092,工作距离D=200mm，则镜头焦距约为f=0.092*200mm=19.4mm；此时选择1 则实际放大率β=f/D=0.08；若要保证原来0.092mm的放大率，可将工作距离调整为D=16/0.092=173m合适的相机型号0.05)*(100/0.05)=2000*2000，公式计算：92*200mm=19.4mm；此时选择16mm镜头，作距离调整为D=16/0.092=173mm清晰度可能较差；nsor尺寸/对应视场大小则系统放大率 β=H/L=0.092"相机可选用1/1.8"或2/3"的镜头；或外形尺寸过大等问题；。
机器视觉中用工业镜头与工业相机CCD选型指导手册道
机器视觉中用工业镜头与工业相机CCD选型指导手册道镜头的参数指标光学镜头一般称为摄像镜头或摄影镜头，简称镜头，其功能就是光学成像。
在机器视觉系统中，镜头的主要作用是将成像目标聚焦在图像传感器的光敏面上。
镜头的质量直接影响到机器视觉系统的整体性能;合理选择并安装光学镜头，是机器视觉系统设计的重要环节。
1.镜头的相关参数1焦距焦距是光学镜头的重要参数，通常用 f 来表示。
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。
2光阑系数即光通量，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6mm/F1.4 代表最大孔径为 4.29 毫米。
光通量与 F 值的平方成反比关系，F 值越小，光通量越大。
镜头上光圈指数序列的标值为 1.4，2，2.8，4，5.6，8，11，16，22 等，其规律是前一个标值时的曝光量正好是后一个标值对应曝光量的 2 倍。
也就是说镜头的通光孔径分别是 1/1.4，1/2，1/2.8，1/4，1/5.6，1/8，1/11，1/16，1/22，前一数值是后一数值的根号 2 倍，因此光圈指数越小，则通光孔径越大，成像靶面上的照度也就越大。
3景深摄影时向某景物调焦，在该景物的前后形成一个清晰区，这个清晰区称为全景深，简称景深。
决定景深的三个基本因素: 光圈光圈大小与景深成反比，光圈越大，景深越小。
焦距焦距长短与景深成反比，焦距越大，景深越小。
物距物距大小与景深成正比，物距越大，景深越大。
光学相关计算方法
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。
机器视觉工业镜头计算方法
1/2 〃： (6.4mm x 4.8mm);、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 ，FOV3、 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LE=Di-f=PMAG»f、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pixelFOVmi n=SS(Dmi n/FL )工业相机传感器尺寸大小：（单位： mm2.4mm);6.6mm);1/3 ": (4.8mm X 3.6mm); T: (12.8mm X 9.6mm);2012年8月1日艾菲特光电I 配、DOV 4机器视觉工业镜头计算方法（一）3-X.Sonsor Site (m)Field of View (u)IWMAGf+FMAG女口： 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FL 31 =1 总D n imm四、CCD相机元件的尺寸五、线阵传感器尺寸（单位：mm<820miX750hit/7uX5000bit <409M20.48x tow；| 10|j10.24六、公式：分辨率（卩m）=0.61 （固定值）X0.55 （设计波长）* NA有效F No=放大倍率/2NA景深（mm）=2（可接受的模糊圆直径x有效F No*放大倍率2）光通量直径（© ）=2NAx物体的高度+视野尺寸（角度）七、显示器倍率及综合倍率的求法：显示器倍率=显示器英寸数X25.4 （1英寸）* CCD目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H 一on 14X23,4显不器倍率二——-——=004址45综合倍率=44.45x2=88.9八、光学放大率2009年3月25日艾菲特光电工业镜头相当于人眼的晶状体，如果没有晶状体，人眼看不到任何物体；如果没有镜头，那么摄像头所输出的图像；就是白茫茫的一片，没有清晰的图像输出，这与我们家用摄像机和照相机的原理是一致的。
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，提高操作效率。
10.光学镜片材料：a.不同的应用可能需要不同类型的镜片材料，如玻璃或塑料，以满足特定的工业环境和要求。
11.机械结构：a.镜头的机械结构包括外部尺寸、重量、连接接口等，这些参数在工业环境中也是考虑的因素。
在选择工业镜头时，需根据具体应用的要求和环境条件综合考虑上述参数。
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。
机器视觉之工业镜头的参数名词解释
深圳稻草人自动化培训联为智能教育工业镜头的参数名词解释景深：当某一物体聚焦清晰时，从该物体前面的某一段距离到其后面的某一段距离内的所有景物也是清晰的。
焦点相当清晰的这段从前到后的距离就叫做景深。
景深分为前景深和后景深，后景深大于前景深。
景深越深，那么离焦点远的景物也能够清晰，而景深浅，离焦点远的景物就模糊。
焦距：从光学原理来讲焦距就是从焦点到透镜中心的距离。
对于镜头来说，焦距有着非常重要的意义。
焦距长短与成像大小成正比，焦距越长成像越大，焦距越短成像越小。
镜头焦距长短与视角大小成反比，焦距越长视角越小，焦距越短视角越大。
焦距长短与景深成反比，焦距越长景深越小，焦距越短景深越大。
焦距长短与透视感的强弱成反比，焦距越长透视感越弱，焦距越短透视感越强。
焦距长短与反差成反比，焦距越长反差越小，焦距越短反差越大。
对焦距离：对焦距离越远景深越深，对焦距离越近景深越浅。
因此在拍摄远景时应该选择较大对焦距离的镜头，而在拍摄近景时则应该使用较小对焦距离的产品。
镜头对焦距离是用cm（厘米）表示的，可谓一目了然。
视角：镜头中心点到成像平面对角线两端所形成的夹角就是镜头视角，对于相同的成像面积，镜头焦距越短，其视角就越大。
对于镜头来说，视角主要是指它可以实现的视角范围，当焦距变短时视角就变大了，可以拍出更宽的范围，但这样会影响较远拍摄对象的清晰度。
当焦距变长时，视角就变小了，可以使较远的物体变得清晰，但是能够拍摄的宽度范围就变窄了。
放大倍率：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。
虽然叫做放大倍率，但是有的镜头则可能起到缩小的作用。
如果产品标识为1:4，则表示通过该款镜头，最多可以放大4倍。
光圈叶片数：相机镜头光圈的大小是通过镜头内叶片的变化来调整的。
光圈叶片数就是指镜头内用来调整光圈的叶片数量。
一般来说，数量越多，在光圈的调整时也就能实现更高的精度，目前6～9片是比较常见的。
光圈：光圈是一个用来控制光线透过镜头，进入机身内感光面的光量的装置，它通常是在镜头内。
机器视觉系统之镜头篇
机器视觉系统中国大恒中国大恒（（集团集团））有限公司北京图像视觉技术分公司—镜头篇镜头－影响图像质量的关键因素图像质量的参数影响图像质量的因素分辨率（Resolution）镜头摄像机显示设备对比度（Contrast）镜头光源摄像机景深（Depth of Field）镜头失真（Distortion），也叫畸变镜头投影误差镜头主要内容光学系统的基本概念及相关知识 镜头的基本参数及相关知识如何选择镜头光学系统的基本概念及相关知识光学系统的基本概念光心和主轴光心是透镜的光学中心；主光轴又叫主轴，是指透镜通过光心的两个折射面曲率中心的连线及其延长线；透镜除了主光轴外，还有副光轴，凡是其他通过光心的任一直线都叫做透镜的副光轴；一个透镜的主光轴只有一个，而副光轴却有无数个光学系统的基本概念光心和主轴光学系统的基本概念焦点和焦平面光学系统的基本概念主点和主平面光学系统的基本概念共轭关系：在透镜成像过程中，物方的每一个点在像方都有相对应的一个点，每一条直线都有相对应的一条直线，每一个平面都有相对应的一个平面，物与像之间的这种相互关连的对应关系就是共轭关系。
光学系统的基本概念焦距焦距、、物距和像距从物方主点H 至物方主焦点F 的距离为物方焦距f 或称为前焦距。
从像方主点H′至像方焦点F′的距离为像方焦距f′或称为后焦距。
物方焦距和像方焦距统称为焦距。
透镜的物方主点到物平面的距离，称为物距。
透镜的像方主点到像平面的距离，称为像距。
薄透镜成像原理物距L像距L′影像性质L=∞L′= f 缩小的倒立实像,物与像分别位于镜头前后两则L 由∞向2f 值缩短L′由f 值向2f 值延长同上1:1 薄透镜成像原理L=2fL′=2f 的倒立实像,物与像分别位于镜头前后两侧L 由2f 值向f 值缩短L′由2f 值向∞延长放大的倒立实像,物与像分别位于镜头前后两侧L= fL′=∞同上(注:理论上成立,实际上并不成立)L ＜f L′＞f 放大的倒立虚像,物与像位于镜头的同侧共轴光学系统共轴光学系统共轴光学系统：：若光学系统的全部界面都由球面和平面构成，且个球面的球心均位于同一直线上，则该光学系统称为共轴光学系统；目前目前，，绝大部分工业镜头都属于共轴光学系统系统。
halcon标定计算像素的公式
halcon标定计算像素的公式摘要：1.HALCON 相机标定的概念和方法2.HALCON 标定计算像素的公式3.实际应用和优势4.总结正文：一、HALCON 相机标定的概念和方法HALCON 是一种广泛应用于工业领域的机器视觉软件库，它能够帮助用户快速构建图像处理和分析系统。
在实际应用中，由于摄像头拍出来的原始图片存在畸变，我们需要通过标定来矫正这种畸变。
标定分为内参和外参，内参和相机本身的材质等有关，和其它无关，正常情况下只需标定一次即可。
外参和位姿（摄像头和成像平面的相对位置）有关，每次改变都需要重新标定。
二、HALCON 标定计算像素的公式在HALCON 中，标定计算像素的公式主要包括以下几个部分：1.畸变校正：通过设置相机内部参数（如焦距、畸变、像素尺寸等），可以对原始图像进行畸变校正，从而减少图像畸变。
2.创建标定板：在HALCON 中，需要创建一个标定板，用于设置标定板的数据，包括标定板的尺寸、标定板的网格点等。
3.设置相机内部参数的初始值：不同镜头的初始值可能不同，需要根据实际情况设置。
4.计算像素当量：通过放置一个参考物，可以计算出像素当量，从而构建XY 世界坐标系，用于测量、定位等应用。
三、实际应用和优势HALCON 的自标定算子可以在不用标定板的情况下，标定出相机内参（无焦距），相对于多幅标定无法获取相机的外参。
这样设备在现场更容易操作、维护。
此外，HALCON 的自标定算子具有速度快、精度高等优势，可以有效地提高图像处理的准确性和效率。
四、总结总之，HALCON 标定计算像素的公式是一种高效、准确的图像处理方法，它可以帮助用户快速地进行图像标定，提高图像处理的精度和速度。
工业相机技术答疑(机器视觉入门之摄像头篇)
深圳市科视创科技有限公司
Shenzhen Costrong Technology Co.,Ltd
工业相机的问与答
品质的 CMOS 成像芯片，包括：Micron、 CMOSIS、Cypress 等。 3. 速度 CCD 采用逐个光敏输出，只能按照规定的程序输出，速度较慢。CMOS 有多个电荷-电压转换器和行列开关
帧图像进行处理一次，因此可以达到很高的帧率。 3.线阵相机可以不间断的连续采集和处理； 线阵相机可以对直线运动的物体（直线导轨，滚筒上的纸张，织物，印刷品，传送带上的物体等）进行连
续采集。 4.线阵相机有更简单合理的构造。 与面阵相机相比，线阵相机不会浪费分辨率采集到无用数据。
问：什么是智能工业相机？
问： 工业相机都有哪些接口？ 11
答： 接口是指相机与镜头之间的借口，常用的镜头的借口有 C 口，CS 口，F 口。 问： 工业相机是怎么分类的？
答： 1. 按照芯片结构分类：CCD 相机 & CMOS 相机
12
2. 按照传感器结构分： 面阵相机 & 线阵相机
3. 按照输出模式分类：模拟相机 & 数字相机
拍摄 2-3 幅图像。
4.工业相机输出的是裸数据，它的光谱范围也往往比较宽，比较适合进行高质量的图像处理算法，普遍应用
于机器视觉系统中。而普通相机拍摄的图片，它的光谱范围只适合人眼视觉，并且经过了 MPEG 压缩，图像质量
也较差
问： 如何选择线阵相机？
答： 1.计算分辨率；幅宽除以最小检测精度得出每行需要的像素。
介于 0 和 25 之间的数字代表一定的亮度指标。10bit 数据就有 1024 个灰阶而 12bit 有 4096 个灰阶。每一个应用我 们都要仔细考虑是否需要非常细腻的灰度等级。从 8bit 上升到 10bit 或者 12bit 的确可以增强测量的精度，但是也 同时降低了系统的速度，并且提高了系统集成的难度（线缆增加，尺寸变大），因此我们也要慎重选择。
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（WorkDistance，WD）。
2、FOV 视场视野（Field of View，FOV）3、DOV 景深（Depthof 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 ）3、其他参数:视野FOV （Field of View ） 像素pixelFOVmin=SS （Dmin/FL ） 如:SS=6.4mm ，Dmin=8in ，FL=12mm pixel=640*480 则:FOVmin=6.4（8/12）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)；=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机器视觉工业镜头的相关专业术语详解机器视觉系统中，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。
机器视觉之工业镜头的选型公式(附CCD芯片尺寸表)
工业镜头的焦距(f mm)可以根据FOV(视场), WD(工作距离) 和CD芯片尺寸计算出来:
FOV视场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(WD)，镜头焦距(F)及CCD芯片尺寸确定的
1、镜头的焦距，视场大小、工作距离、光学倍率计算如下:
光学倍率＝ CCD芯片尺寸( H or V) / FOV( H or V)
D芯片的尺寸表:
1.1英寸——靶面尺寸为宽12mm*高12mm，对角线17mm
1英寸 ——靶面尺寸为宽12.7mm*高9.6mm，对角线16mm
2/3英寸——靶面尺寸为宽8.8mm*高6.6mm，对角线11mm
1/1.8英寸——靶面尺寸为宽7.2mm*高5.4mm，对角线9mm
1/2英寸——靶面尺寸为宽6.4mm*高4.8mm，对角线8mm
1/3英寸——靶面尺寸为宽4.8mm*高3.6mm，对角线6mm
1/4英寸——靶面尺寸为宽3.2mm*高2.4mm，对角线4mm
焦距f ＝ WD × CCD芯片尺寸( H or V) / FOV( H or V)
视场FOV ( H or V) ＝ 物距WD × CCD芯片尺寸( H or V) /焦距f
视场FOV( H or V) ＝ CCD芯片尺寸( H or V) /光学倍率
工作距离WD= f(焦距）× CCD芯片尺寸/FOV( H or V)
机器视觉中的运动目标检测图像处理及算法
机器视觉或称计算机视觉是用一个可以代替人眼的光学装置和传感器来对客观世界三维场景进行感知，即获取物体的数字图像，利用计算机或者芯片，结合专门应用软件来模拟人脑的判断准则而对所获取的数字图像进行测量和判断。
该技术已广泛用于实际的测量、控制和检测中，随着芯片技术发展，在人工智能各个领域应用也逐步展开。
一个典型的工业机器视觉系统包括：光源、镜头、相机(包括CCD相机和COMS 相机)、图像处理单元(或机器视觉芯片)、图像处理软件、监视器、通讯、输入输出单元等。
系统可再分为主端电脑、影像采集与影像处理器、影像摄影机、CCTV镜头、显微镜头、照明设备、Halogen光源、LED光源、高周波萤光灯源、闪光灯源、其他特殊光源、影像显示器、LCD、机构及控制系统、控制器、精密桌台、伺服运动机台。
机器视觉之于人工智能的意义等同于视觉之于人类的意义，而决定着机器视觉的就是图像处理技术。
不同的应用领域需要不同的图像处理算法来实现机器视觉。
常用的机器视觉领域图像算法有运动目标检测算法、基于深度学习的人脸算法等。
下面介绍下机器视觉中的运动目标检测图像算法，该方法是运动物体识别和跟踪的基础。
移动物体的检测依据视频图像中背景环境的不同可以分为静态背景检测和动态背景检测。
由于篇幅有限，我们这里只介绍静态背景检测算法。
常见的静态背景目标的检测算法包括帧间差分法、背景减除法、光流法等。
这些背景不变算法的优缺点描述如下图。
在上述检测算法中，帧间差分法和背景减除法更加适用于如视频监控、智能交通系统等图像背景静止的环境中。
光流法则更加适用于背景不断变化的动态环境中。
下面来介绍以上三种常用算法的基本原理。
帧间差分法适应环境能力强、计算量小、且稳定性好，是目前应用广泛的一类运动检测方法。
其原理是将相帧或者三帧序列图像像素点的对应灰度值进行相减，如果灰度差值大于阈值则说明此处物体发生了变化，它是运动的；如果像素的灰度差值小于给定阈值说明此处物体没有发生变化，认为它是静止的。
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机器视觉工业镜头计算方法（一）
2012年8月1日艾菲特光电
一、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
二、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
三、工业相机传感器尺寸大小：（单位：mm）
(3.2mm×2.4mm)；1/3″：(4.8mm×3.6mm)；1/2″：(6.4mm×4.8mm)；
(8.8mm×6.6mm)；1″：(12.8mm×9.6mm)；
四、CCD相机元件的尺寸
型号高度比长度（mm）宽度（mm）对角线（mm）1/6" 4:3 1.73 2.3 2.878 1/4" 4:3 2.4 3.2 4 1/3" 4:3 3.6 4.8 6 1/2" 4:3 4.8 6.4 8 1/1.8" 4:3 5.3 7.2 8.9 2/3" 4:3 6.6 8.8 11 1" 4:3 9.6 12.8 16 4/3" 4:3 13.5 18 22.5
五、线阵传感器尺寸（单位：mm）
六、公式：
分辨率（μm)=0.61（固定值）x0.55（设计波长）÷NA
有效F No=放大倍率/2NA
景深(mm)=2(可接受的模糊圆直径x有效F No÷放大倍率2)
光通量直径（φ）=2NAx物体的高度+视野尺寸（角度）
七、显示器倍率及综合倍率的求法：
显示器倍率=显示器英寸数x25.4（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=44.45x2=88.9
八、光学放大率
光学放大率
影像大小相对于物体的放大率β=y’/y
=b/a
=NA/NA’
=CCD相机元素尺寸/视场实际尺寸
电子放大率电子放大率是用相机拍照成像在CCD上的像呈现在显示器的放大倍数
显示器放大率
显示器放大率是被拍物体通过镜头成像显示在显示器上的放大倍数显示器放大率＝（光学放大率）×（电子放大率）
例子:光学放大率＝0. 2X, CCD大小1/2（对角线长8mm）,显示器14〃
电子放大率＝14×25.4/8＝44.45（倍）
显示器放大率＝0.2×44.45＝8.89（倍）（1寸＝25.4mm）
视场
视场是镜头与CCD相机连接时物体可被看见的范围大小视场的大小是:（CCD格式大小）/（光学放大率）
例子:光学放大率＝0.2X，CCD1/2〃（4.8mm长，6.4mm宽）
视场大小 :长＝4.8/0.2＝24（mm）
宽＝6.4/0.2＝32（mm）。