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500万像素工业镜头的选择
发布时间 | 2019-08-06 09:33:41
在机器视觉应用用，面阵相机越来越多选择，特别是专业高速工业摄像机的像素都在百万以上，但是要充分体现高速工业摄像机百万像素的性能还需要与之相匹配的高清镜头。那么，怎么选择高清镜头呢？下面中联科创将就工业镜头选型作简要阐述，希望对需要选型的各位提供帮助。
我们知道了一个工业镜头有它的最高分辨率N lp/mm，那么根据纳奎斯特采样定理，至少需要配以2N/mm个空间采样点。可以这样来理解，1mm内有N条黑白线对，那么就有N条白线和N条黑线总共2N条线。以高速摄像机的一个感光元对应于一条白线或黑线，那么工业摄像机在1mm内需要有2N个感光元来对应N条白线和N条黑线，工业摄像机的感光元密度也就是2N/mm。
工业相机感光元对应镜头线对的关系
这时高速工业摄像机感光元件的分辨率和镜头的分辨率正好匹配。同样，如果一个工业摄像机每毫米的像素密度是M点（pixel/mm），那么应该选择一个分辨率是M/2 lp/mm的镜头。下面我们举一个例子：
有一个2百万像素高速工业摄像机，像素数为1600×1200=1920000，感光面尺寸是 1/2寸。我们知道1/2寸的感光面它水平尺寸是6.4mm、垂直尺寸是4.8mm，它的水平像素密度是1600/6.4=250 pixel/mm，垂直像素密度是1200/4.8=250 pixel/mm，感光像元尺寸是4um×4um。水平像素密度和垂直像素密度都是250 pixel/mm，所以镜头分辨率至少应选125 lp/mm。在这里水平像素密度和垂直像素密度一样，像素是正方形的，如果像素不是正方形的，镜头分辨率应参考像素密度高的。
如果一个2百万像素摄像机感光面尺寸是1/3寸，由于1/3寸的感光面它水平尺寸是4.8mm，垂直尺寸是3.6mm，它的水平像素密度是1600/4.8=333.3 pixel/mm，垂直像素密度是1200/3.6=333.3 pixel/mm，所以镜头分辨率应选167 lp/mm。
通过上面例子我们还看到，一个标为1/2寸的2百万像素镜头不适合于1/3寸的2百万像素感光面，这一点要有所区别和重视。1/2寸的2百万像素镜头分辨率是125 lp/mm，去用于1/3寸的4.8mm×3.6mm感光像面，在水平方向有125×4.8=600线对，对应了1200像元，在垂直方向有125×3.6=450线对，对应了900像元。1200×900=1080000差不多是一百一十万像素。所有把一个标为1/2寸的2百万像素镜头用于1/3寸的感光面时只能适合一百万像素的感光面。
有时高速摄像机的指标会给出感光像元的尺寸L（mm），那么所对应镜头分辨率的黑白线宽应该都是L（mm），所以黑白两条线对应的一条线对的宽度是2L (mm)，那么其倒数1/(2L)（lp/mm）就是镜头的分辨率。比如一个高速摄像机标出感光元的尺寸是4um，那么所选镜头的极限分辨率线宽（白线或黑线）也应该是4um，一对黑线白线的宽度2×0.004 mm，镜头的分辨率就是1/（2×0.004）=125 lp/mm。
通过对以上内容的阅读，相信大家对如何选择高清工业镜头已经有了一个简单的认识，如果大家还存有疑问或者现在正好需要选择工业镜头，可以联系中联科创工程师为您详细解答。
我们知道了一个工业镜头有它的最高分辨率N lp/mm，那么根据纳奎斯特采样定理，至少需要配以2N/mm个空间采样点。可以这样来理解，1mm内有N条黑白线对，那么就有N条白线和N条黑线总共2N条线。以高速摄像机的一个感光元对应于一条白线或黑线，那么工业摄像机在1mm内需要有2N个感光元来对应N条白线和N条黑线，工业摄像机的感光元密度也就是2N/mm。
工业相机感光元对应镜头线对的关系
这时高速工业摄像机感光元件的分辨率和镜头的分辨率正好匹配。同样，如果一个工业摄像机每毫米的像素密度是M点（pixel/mm），那么应该选择一个分辨率是M/2 lp/mm的镜头。下面我们举一个例子：
有一个2百万像素高速工业摄像机，像素数为1600×1200=1920000，感光面尺寸是 1/2寸。我们知道1/2寸的感光面它水平尺寸是6.4mm、垂直尺寸是4.8mm，它的水平像素密度是1600/6.4=250 pixel/mm，垂直像素密度是1200/4.8=250 pixel/mm，感光像元尺寸是4um×4um。水平像素密度和垂直像素密度都是250 pixel/mm，所以镜头分辨率至少应选125 lp/mm。在这里水平像素密度和垂直像素密度一样，像素是正方形的，如果像素不是正方形的，镜头分辨率应参考像素密度高的。
如果一个2百万像素摄像机感光面尺寸是1/3寸，由于1/3寸的感光面它水平尺寸是4.8mm，垂直尺寸是3.6mm，它的水平像素密度是1600/4.8=333.3 pixel/mm，垂直像素密度是1200/3.6=333.3 pixel/mm，所以镜头分辨率应选167 lp/mm。
通过上面例子我们还看到，一个标为1/2寸的2百万像素镜头不适合于1/3寸的2百万像素感光面，这一点要有所区别和重视。1/2寸的2百万像素镜头分辨率是125 lp/mm，去用于1/3寸的4.8mm×3.6mm感光像面，在水平方向有125×4.8=600线对，对应了1200像元，在垂直方向有125×3.6=450线对，对应了900像元。1200×900=1080000差不多是一百一十万像素。所有把一个标为1/2寸的2百万像素镜头用于1/3寸的感光面时只能适合一百万像素的感光面。
有时高速摄像机的指标会给出感光像元的尺寸L（mm），那么所对应镜头分辨率的黑白线宽应该都是L（mm），所以黑白两条线对应的一条线对的宽度是2L (mm)，那么其倒数1/(2L)（lp/mm）就是镜头的分辨率。比如一个高速摄像机标出感光元的尺寸是4um，那么所选镜头的极限分辨率线宽（白线或黑线）也应该是4um，一对黑线白线的宽度2×0.004 mm，镜头的分辨率就是1/（2×0.004）=125 lp/mm。
通过对以上内容的阅读，相信大家对如何选择高清工业镜头已经有了一个简单的认识，如果大家还存有疑问或者现在正好需要选择工业镜头，可以联系中联科创工程师为您详细解答。
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