工业镜头景深参考表（工业镜头景深计算公式）

1. 景深

景深是指镜头架起后，在不调整与被测物体的相对距离的情况下，能够清晰成像的可接受的物空间范围。

在机器视觉中，相机芯片是光学系统的像平面，物平面和像平面共轭的平面称为对准平面。严格来说，除了对准平面上的点可以形成点图像外，其他空间点在图像平面上都成像为漫射点。但由于芯片的分辨率有限，当漫射光斑小于一定限度时，仍可认为是像点，即图像清晰。

因此，景深定义为：在像平面上能够获得清晰图像的物空间的深度范围称为景深。能形成清晰图像的最远物平面称为远景平面，其距对准平面的距离称为远景深度1；能够形成清晰图像的最近物平面称为近视平面，其与对准平面的距离称为近视平面。深度2；景深=远景深度+近景深度。如下所示：

景深1景深可以通过以下公式计算：

近年来，随着摄像头芯片像素尺寸的不断缩小，0.04mm的漫射光斑尺寸已经远远大于芯片的分辨率能力。严格来说，不同像素大小的相机，由于允许的漫射光斑大小不同，因此同一镜头的景深也不同。但习惯上，机器视觉行业的镜头制造商仍然使用漫射光斑直径=0.04mm来计算景深。因此，有经验的工程师会发现，镜头实际测试的景深值目录中所列的是理论景深值。

从上式可以看出，景深与有效Fno成正比。镜头的。因此，对于光圈可调的镜头，当Fno.为1.4，即光圈开度最大时，景深最小。减小Fno 时。到8，即光圈开度调小，景深增大。如下所示：

景深图2

另外，从上式还可以看出，当镜头Fno.同样，镜头倍率越小，景深越大。

3、工业镜头的分辨率是多少？

工业镜头的分辨率是指可以区分的两个物点（或像点）之间的最小距离。称为镜头的物方分辨率，记为Resolution（或像方分辨率，记为Resolution）。为分辨率（图像），单位为m。限制工业镜头分辨率的原因是光的衍射现象，即衍射斑（艾里斑）。

分辨率（物体）=0.61 x 波长/NA=1.22 x 波长x Fno。

分辨率（图像）=镜头放大倍数分辨率（物体）

分辨力定义为：1mm内黑白线对的数量，记录为分辨力。单位为线/mm 或lp/mm。

分辨力=1/分辨率（类）

4. 镜头分辨率如何与相机分辨率匹配？

我们知道物体在相机芯片上成像，物侧两点经过镜头系统成像在相机芯片上的最小距离。假设使用0.5倍镜头拍摄22m的物体，经过镜头后变成11m的图像。如果相机的像素尺寸为2.2m，则11m/2.2m=5个像素用于显示。单位距离的图像需要用5/11=1/2.2个像素来显示。即相机图像分辨率为1/2.2（单位像素/m），实际上是像素大小的倒数。从这个推导中，我们得出结论，像素尺寸越小，单位距离的相机分辨率越高。

有两种有效方法可以将镜头分辨率与相机分辨率相匹配：

方法一：物方分辨率乘以镜头倍率，得到像方分辨率；将计算出的图像空间分辨率与2 倍像素大小进行比较：

1、如果镜头的像侧分辨率=2倍像素大小，说明匹配恰到好处，没有人浪费。

2. 如果镜头的像侧分辨率>2倍像素大小，则相机的分辨率被浪费。

3、如果镜头的像侧分辨率小于像素尺寸的2倍，则镜头分辨率被浪费。

例如，如果相机的像素为10m，则：

方法2：镜头分辨率以每毫米线对数LP/mm表示。假设镜头的分辨率为nLP/mm，那么感光芯片上每毫米必须有2n个像素，才能充分发挥镜头的分辨率能力。例如，镜头分辨率为200LP/mm，每毫米400像素的感光芯片就不会浪费镜头分辨率。计算出的像素尺寸为2.2m，因此选择像素尺寸为2.2m的相机比较合适。

5. 镜头的物空间分辨率常常与产品的精度相混淆。

准确度是指测量值与真值之间的差异。如果产品真实值为1.0mm，要求精度为5m，则说明只要测量值在0.995mm~1.005mm之间，就是合格产品。在机器视觉中，相机的分辨率（如200万像素）通常是根据客户的FOV和精度要求来计算的。一旦选择了相机，相机的像素大小（如4.65m）也就确定了。在选择镜头时，可以采用上述方法选择与相机分辨率相匹配的镜头，以保证系统的精度要求。

如果客户描述需要观察物体尺寸为5m的目标，则镜头的物空间分辨率必须为10m。