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22
2025
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光学部14：如何定义一支工业非标镜头的光学参数？
在工业视觉领域，选型合适的工业相机和配套镜头是项目成功的关键。
今天就来带大家探讨一下，工业相机的选型策略，以及如何根据具体需求选择合适的镜头和光源。
一、工业相机如何选型
工业视觉项目成像系统里镜头和光源的非标比例相比于工业相机要大得多。
一般视觉工程师根据图像的要求，在大致定义好工业相机后就可以对镜头和光源进行选型了。
综合视野、精度、空间、拍照方式、预算等我们可以首先定义镜头的类型，比如定焦、远心等。
根据定义的类型和视野换算出镜头的焦距、物距、光学倍率等，然后在实验室选择参数相近的镜头先做测试，在测试完成后就可以定义出项目中镜头的型号。
当然，以上一般都是非常理想的状态。
大部分的时候可能根据图像要求，在市面上可能找不到完全符合要求的镜头，项目评估阶段往往会找接近需求的镜头先做验证，后期再会根据情况定义是否开发非标镜头。
在跟镜头厂家定义非标镜头定制需求时，尽量要把镜头的核心光学参数都完整的确定下来，这样能最大程度地估计最终镜头是否是符合需求的。
以下我们就来介绍，工业领域会用到各类非标镜头的主要参数。
二、光学参数怎么看
定焦镜头
1、 焦距，2、光圈，3、尺寸要求：最大外径和机械总长，4、工作波段：可见光/近红外，5、畸变，6、最小对焦距离，7、其他
注意：定焦镜头都会有最小工作距离，一般工业定焦镜头最小工作距离在200mm左右，有的会大于300mm，所以在确定焦距时一定不能将工作距离定义小于这个值。
且一般小焦距的定焦镜头会有相对大的场曲和畸变，所以对精度要求高的项目，尽量能通过增大工作距离，增大焦距来保证视野。
对于光圈，可以通过计算来确认镜头的像方精度是否能达到要求。
远心镜头/定倍镜头
1、 倍率，2、靶面，3、工作距离，4、尺寸要求，5、工作波段：6、分辨率，7、畸变8、景深，9、其他
远心镜头一般的光学规律是，倍率越小镜头的体积越大，且镜头的工作距离和畸变都会略大。
所以，我们在定制远心时尽量能遵守这个规律，如果需要的镜头倍率小，工作距离和畸变要求也小，那么这个镜头的光路一定会复杂，这必将增加镜头的整体成本。
板机镜头
1、 焦距，2、光圈，3、尺寸要求：最大外径和机械总长，4、工作波段：可见光/近红外，5、畸变，6、最小对焦距离，7、CRA, 8、机械接口，9、其他
板机镜头在大的镜头类别上也属于定焦，需要格外注意的是，板机镜头需要和板卡相机的机械接口保持一致。
镜头的CRA也需要和匹配的芯片CRA尽量保持一致，或保证偏差在2度以内，不然图像会产生暗角或色偏等不良。
CRA(Chief Ray Angle，主光线角)是指成像光线中主光线(即通过光圈中心的光线)与镜头光轴(传感器法线方向)之间的夹角。
小结：
一般根据上述量化指标就可以很顺利的跟镜头厂家做定制的要求交流。
镜头的很多核心光学参数是在产品打样后无法更改的，因此确认参数的时候一定要慎之又慎哦。
以上就是今天课程的全部内容啦。关注我们，获取更多光学最新资讯~
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