对于工业镜头选型，是一个非常重要和关键的环节。因为工业镜头选型是否合适与好坏直接影响着机器视觉成像质量。下面POMEAS工程师将结合经过多年的实际案例，分享下工业镜头选型方法和计算公式，仅供大家参考。
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2/3"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2/3",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)
打比方视野是*mm,WD.是mm;那么我们先从工作距离确定工业镜头的焦距要在50mm以下（工业镜头的命名方式PMS-M,前面字母表示POMEAS品牌，50表示焦距50mm,18表示最大光圈值），市场上工业镜头焦距一般是12mm,16mm,20mm,25mm,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2/3"可以选择35mm焦距的工业镜头；靶面1/2"则需要25mm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，为了方便各位朋友计算工业镜头参数，现提供靶面尺寸表供参考。
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
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
随着工业自动化近年来的快速发展,机器视觉方案在各个行业内的检测、定位、特征识别、数据采集等应用中得到越来越多的运用，合适的工业相机和镜头决定了机器视觉成像质量。那在种类繁多的工业相机和镜头中，如何合理地选择工业相机和镜头的搭配呢？
1相机分辨率
案例1
已知条件
待检测物体大小：10mmx7mm；
检测精度：0.01mm；
视野范围：12mmx9mm；
计算
相机最小分辨率=(12/0.01)*(9/0.01)=*≈万像素；
相机分辨率至少为万像素;
可以选用万像素相机(*)；
为减小边缘提取时的像素偏移带来的误差，提高系统的精准度和稳定性，实际使用中一般用2-3个像素对应一个最小缺陷或特征；
则相机分辨率=*3≈万；
最终选型万像素相机(*)
2
镜头像面
为保证画面整体的可应用性，选用镜头的像面尺寸应大于相机芯片的对角线尺寸（以下简称靶面），否则会出现边缘暗角/黑角等情况，影响使用。
常见的三种错误应用的范例
3
镜头焦距
根据被摄物体的大小我们可以得到视野的大致范围，进而得到物像关系，这里我们用光学放大倍率来表示
公式
案例2
已知条件
视野范围：12mm*9mm；
镜头前端距离被测物体距离：60mm；
选用相机：万像素相机（分辨率*,像元尺寸3.45um）
计算
①Sensor长宽尺寸:
Sensor长度=*3.45/0=7.mm
Sensor高度=*3.45/0=5.mm
②
③
④
⑤
⑥结论：
选用35mm镜头，搭配万相机，可以达到12.mmx9.mm的视野，单像素精度5.9μm；
注:标准35mm镜头无法满足60mm近工作距，可使用接圈解决。
再来一个选型的例子：
例如，要给硬币检测成像系统选配工业相机镜头，约束条件：相机CCD2/3英寸，像素尺寸4.65μm，C口。工作距离大于mm，系统分辨率0.05mm。光源采用白色LED光源。基本分析如下：1.与白色LED光源配合使用的，镜头应该是可见光波段。没有变焦要求，选择定焦镜头就可以了。2.用于工业检测，其中带有测量功能，所以所选镜头的畸变要求小。3.工作距离和焦距成像的放大率M=4.65/（0.05x0）=0.焦距f’=L*M/（M+1）=*0./1.=17mm物距要求大于mm，则选择的镜头要求焦距应该大于17mm。4.选择镜头的像面应该不小于CCD尺寸，即至少2/3英寸。5.镜头的接口要求是C口，能配合相机使用。光圈暂无要求。从以上几方面的分析计算可以初步得出这个镜头的“轮廓”：焦距大于17mm，定焦，可见光波段，C口，至少能配合2/3英寸CCD使用，而且成像畸变要小。按照这些要求，可以进一步的挑选，如果多款镜头都能符合这些要求，可以择优选用。
远心镜头选型：
1，首先先算光学倍率：芯片尺寸（W或H）/视野（宽或长）；
2，查找满足的远心镜头型号，其中工作距离WD不能调。
镜头的成像距离与视场大小表一:
百万像素镜头：12mm
靶面尺寸2/3”
相机：BASLERACA0-60GC(*)
靶面尺寸1/1.8”
工作距离（cm）
视场X轴（cm）
视场Y轴（cm）
15（最小）
10
8
20
12
9.7
25
15
12
30
17.5
14
35
20.5
16.5
40
23
20
45
26
21
50
29
23.5
55
32
25.5
60
34.5
28
65
37
30
表二:
百万像素镜头：16mm
靶面尺寸2/3”
相机：BASLERACA0-60GC(*)
靶面尺寸1/1.8”
工作距离（cm）
视场X轴（cm）
视场Y轴（cm）
25（最小）
11.2
9
30
13
10.5
35
15.5
12.3
40
17.5
14
45
20
15.5
50
23
17.5
55
24
19
60
25.5
20.5
65
28
22.5
表三:
百万像素镜头：12mm
靶面尺寸2/3”
相机：ACA2-14GC(*)
靶面尺寸1/2.5”
工作距离（cm）
视场X轴（cm）
视场Y轴（cm）
15（最小）
8.1
5.7
20
10
7.7
25
12.5
9.5
30
15
11.5
35
17.5
13.2
40
19.8
15
45
22
16.5
50
24．5
18.5
55
27
20.5
60
29
22
65
31.5
23.5
表四:
百万像素镜头：16mm
靶面尺寸2/3”
相机：ACA2-14GC(*)
靶面尺寸1/2.5”
工作距离（cm）
视场X轴（cm）
视场Y轴（cm）
25（最小）
10
7
30
11.5
8.5
35
13
10
40
15
11
45
16．5
12.5
50
18.5
14
55
20
15
60
22
16.5
65
23.5
18
表五:
百万像素镜头：25mm
工作尺寸2/3”
相机：BASLERACA2-14GC(*)
靶面尺寸1/2.5”
工作距离（cm）
视场X轴（cm）
视场Y轴（cm）
30（最小）
7
5.3
35
8.3
6
40
9.5
7
45
10.5
7.8
50
11.5
8.7
55
12.8
9.5
60
14
10.5
65
15
11.3
表六:
百万像素镜头：50mm
靶面尺寸2/3”
相机：BASLERACA2-14GC(*)
靶面尺寸1/2.5”
工作距离（cm）
视场X轴（cm）
视场Y轴（cm）
47(最小)
5.3
4
50
5.6
4.3
55
6.2
4.9
60
6.8
5.1
64
7.8
5.5
备注：
1，如果镜头的靶面尺寸小于相机的靶面尺寸，那么各工作距离的视场范围只与镜头有关，与用什么相机无关,
2，如果镜头的靶面尺寸大于相机的靶面尺寸，那么各工作距离的视场范围只与相机有关，相机的靶面尺寸变了，视场大小就变。
3，加接圈可以缩小镜头的工作距离，但是会缩小视野。
说明：关于镜头和相机的选择实际还有好多因素如景深、畸变、接口等等，这里只对视场大小和相机分辨率这两个重要因素进行了分析。其它要素选择详见镜头和相机样本。
▼长按下方
转载请注明：http://www.0431gb208.com/sjszlff/881.html
