如何选择合适的工业相机镜头

相机方面：需要了解相机的传感器尺寸、接口、分辨率和像元尺寸。镜头方面：需要了解工作距离，视野&倍率，景深，光圈， 焦距，失真，精度。

相机方面

传感器尺寸

镜头所能兼容的靶面必须大于或等于相机的靶面，以确保相机成像的图片完整、无暗角，不然会造成四个角被遮挡。

接口

工业相机的接口有C口、CS口、F口等，各个接口之间通常不兼容，需要选择对应接口的镜头。不过C和CS这2款接口，区别在于C型接口的后截距为17.5mm，CS型接口的后截距为12.5mm，C口的工业镜头接入CS口工业相机只需要加装一个5mm的转接环。

分辨率

相机每次采集图像的像素点数，也指相机芯片上共有多少个像素，以矩阵排列，用万做单位，所以通常介绍产品时我们会说百万像素，千万像素等。

相机分辨率会影响镜头的选择，高分辨率通常需要搭配更高清的镜头以获得更好的成像效果。

像元尺寸

像元尺寸指芯片像元阵列上每个像元的实际物理尺寸，例如5um × 5um。像元尺寸从某种程度上反映了芯片对光的响应能力，像元尺寸越大，能够接收到的光子数量越多，在同样的光照条件和曝光时间内产生的电荷数量也越多。

镜头方面  

工作距离、视场

工作距离（WD）：指镜头前端到物体的距离。在选择镜头时，要先确定生产线上能给镜头留下的空间范围，再在此范围内选择效果最佳的镜头方案。

视场（FOV）也称视野：指相机拍摄得到的区域尺寸。

景深

景深：是指在被摄物聚焦清晰后，被摄物的前后一定距离内，其影像仍然清晰的范围，这个范围就叫做景深。

(1)焦距

焦距是从透镜的光心到光聚集之焦点的距离，它决定了镜头的视角和成像范围。焦距越长，景深越小；焦距越短，景深越大。

(2)镜头光圈

对于固定焦距和拍摄距离，使用光圈越小，景深越大。光圈大小决定镜头进光量，光圈越大，进光量越大。光圈用F表示，光圈F值=镜头的焦距/光圈口径。

(3)拍摄距离

距离越远，景深越大；距离越近，景深越小。

失真

失真：是指图形的畸变，包括桶形畸变、枕形畸变等。对于对失真度要求低的物体检测，可以优先选择远心镜头或专业低失真度的其他镜头。

精度

精度指一个像素表示实际物体的大小，用(um*um)/pixel表示。注意，像元尺寸并不等于精度，像元尺寸是相机机械构造时固定的，而精度与相机视野有关，是变化的。精度值越小，精度越高。

单个像素对应的大小=视野宽/宽度分辨率=视野高/高度分辨率

考虑到相机边缘视野的畸变以及系统的稳定性要求，一般不会只用一个像素单位对应一个测量精度值，而通常会用3-5个像素去对应，特殊情况除外。

以下是一些常用的工业相机镜头计算公式：

 焦距计算公式：

焦距f=工作距离（WD）×靶面尺寸（H或V）/视野范围FOV（H或V）；视野范围FOV（H或V）=工作距离（WD）×靶面尺寸（H或V）/ 焦距f。

 镜头倍率计算公式：

镜头倍率=传感器芯片尺寸 / 观测视野 

假设被摄物长8mm，宽3mm，此时使用的 2/3”（宽度8.8mm，高度为6.6mm）5MP的相机，  8.8  / 8 =1.1，那么选用1倍率的镜头。

此外，还可以根据镜头的像散、畸变等参数进行更复杂的计算和评估，以确保所选镜头能够满足特定的机器视觉应用需求。

综上所述，选择合适的工业相机镜头需要考虑多个因素，并使用相应的计算公式进行精确计算。在实际应用中，还需要结合具体的机器视觉系统需求和现场环境进行综合评估和选择。