随着工业4.0的到来，机器视觉系统在智能制造领域的应用越来越广泛，相机、镜头是机器视觉的重要组成部分，合适的相机和镜头决定了系统应用的好坏。因此，选择合适的工业相机与镜头非常重要，本文主要介绍如何选择合适的工业相机和对应的镜头。
相机成像原理---小孔成像原理
由光源A发出的一束光线通过一个小孔后，在孔后面的屏幕上就会留下一个光斑。同理光源B也会在屏幕上形成一个光斑，如果A和B离得足够远，它们在屏幕上的光斑也分开比较远，这就得到了物体AB的一个比较清晰的像。
凸透镜成像原理
由光源发出的一束光线，经过透镜的折射作用后方向和发散度都出现变化，在像平面上形成一个新的交点，即像点。
凸透镜成像有几个关键的点需要记住：
?物距大于倍焦距以外，实像；?物距等于倍焦距，实像；?物距在1到倍焦距之间，实像；?物距等于1倍焦距，不成像；?物距在1倍焦距以内，虚像；
相机结构和成像过程
首先，被摄物通过镜头汇聚光线，使机身内部的感光材料（就是传统的胶片，或者说现在数码时代说的ccd、cmos）感知光线，然后通过相应的光电或者化学反应，让影像清晰的留在感光材料上，并通过光电技术存储在存储卡上。光线通过镜头后，在机身内有一个五棱镜，光线通过反复折射后，将影像还原成了正的。如下图所示。
工业相机的选择---工业相机的选择步骤：第一步，首先需要知道系统精度要求和工业相机分辨率；
第二步，需要知道系统速度要求与工业相机成像速度；
第三步，需要将工业相机与图像采集卡一并考虑，因为这涉及到两者的匹配；
第四步，价格的比较。
下附相机参数配置详解，如解析有误，请指正！
1、分辨率，指的是图像传感器中所包含的像素点数，通常用长*宽表示。我们常说多少万像素相机就是由分辨率计算得来的。比如分辨率pixel*pixel，*=1,,70，,就是万像素的相机。
、帧率：,是指每秒钟采集图像的帧数。比如30fps,可以算出理论上采集一张图片需要的时间是ms/30fps=33.3ms，这个时间是要算在整体检测节拍中的。
3、行频（线阵相机）：如1KHz表示相机再1秒钟内最多能采集行图像数据。
4、像元尺寸：传感器上一个物理像元的尺寸，例如：7.4umx7.4um；
5、传感器尺寸：像元尺寸乘以分辨率就是传感器尺寸；
6、焦距：指平行光入射时从透镜光心到光聚集之焦点的距离；
7、物距：物体到透镜光心的距离；
8、光学放大倍率：一般的情况下是固定值，一般就是0.35倍-.5倍或者是0.75倍-4.5倍；
9、工作距离：也就是物距；
10、曝光时间：为了将光投射到照相感光材料的感光面上，快门所要打开的时间；
11、视场角：最边缘的入射光线在镜头中心组成的角度
1、靶面尺寸图象传感器感光部分的大小；
13、精度：测量值与真值的接近程度。
14、景深：在摄影机镜头或其他成像器前沿能够取得清晰图像的成像所测定的被摄物体前后距离范围
选择工业相机应注意什么？
1、根据应用的不同来决定是需要选用CCD还是CMOS相机。CCD工业相机主要应用在运动物体的图像提取，如贴片机，当然随着CMOS技术的发展，许多贴片机也在选用CMOS工业相机。用在视觉自动检查的方案或行业中一般用CCD工业相机比较多。CMOS工业相机由成本低，功耗低也应用越来越广泛。
、分辨率的选择，首先考虑待观察或待测量物体的精度，根据精度选择分辨率。其次看工业相机的输出，若是体式观察或机器软件分析识别，分辨率高是有帮助的；若是VGA输出或USB输出，在显示器上观察，则还依赖于显示器的分辨率，工业相机的分辨率再高，显示器分辨率不够，也是没有意义的；利用存储卡或拍照功能，工业相机的分辨率高也是有帮助的。
3、与镜头的匹配，传感器芯片尺寸需要小于或等于镜头尺寸，C或CS安装座也要匹配（或者增加转接口）；
4、相机帧数选择，当被测物体有运动要求时，要选择帧数高的工业相机。但一般来说分辨率越高，帧数越低；
镜头的选择---首先，要确定工业相机的接口、靶面尺寸和分辨率大小。打比方是/3"工业相机，C接口，5百万像素；那么我们可以先确定需要的工业镜头是C接口，最少支持/3",5百万像素以上，或者线对在LP.
其次，确定所要达到的视野范围(FOV)和工作距离(WD)，然后根据这两个要求和已知的靶面尺寸计算出工业镜头的焦距(f)。其计算公式为：
?焦距f＝WD×靶面尺寸(HorV)/FOV(HorV)?视场FOV(HorV)＝WD×靶面尺寸(HorV)/焦距f?视场FOV(HorV)＝靶面尺寸(HorV)/光学倍率?工作距离WD=f(焦距）×靶面尺寸/FOV(HorV)?光学倍率＝靶面尺寸(HorV)/FOV(HorV)
市场上工业镜头焦距一般是1mm,16mm,0mm,5mm,35mm,50mm,75mm。再结合相机靶面的大小来确定哪个型号，工业镜头的焦距越小，视场角就越大，视野也就相应的更大。如果靶面为/3"可以选择35mm焦距的工业镜头；靶面1/"则需要5mm焦距的工业镜头，或者更小....以此类推。
在工业镜头选型过程中，为了方便工业镜头参数计算，现附上靶面尺寸表供参考。
1.1英寸——靶面尺寸为宽1mm*高1mm，对角线17mm1英寸——靶面尺寸为宽1.7mm*高9.6mm，对角线16mm/3英寸——靶面尺寸为宽8.8mm*高6.6mm，对角线11mm1/1.8英寸——靶面尺寸为宽7.mm*高5.4mm，对角线9mm1/英寸——靶面尺寸为宽6.4mm*高4.8mm，对角线8mm1/3英寸——靶面尺寸为宽4.8mm*高3.6mm，对角线6mm1/4英寸——靶面尺寸为宽3.mm*高.4mm，对角线4mm
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