机器视觉镜头倍率与线扫行频速查索引(84 个计算页)

这一页把分散在 84 个计算页里的答案汇总成两张可直接查的表:倍率表回答「给定相机靶面和要看清的视野,我该用多大倍率」,行频表回答「产线跑这么快、要分辨这么细,相机行频得开到多高」。表内每个数字都能点进去,看到完整的推导过程。

两个模型分别在解决什么问题

倍率模型:视野反过来决定倍率

选定相机后,靶面尺寸就是定值;要覆盖多大的现场视野,反过来决定了倍率。这里必须纠正一个常见误解:倍率不是越大越好——倍率越高,视野越小、景深越浅、同等光源下进光量越少。正确顺序是先定「要看多大的范围」,再倒推倍率。

行频模型:速度和精度共同决定采样率

线扫相机没有帧的概念,它的成像速率就是行频。产线每走 1 mm 要采多少条线,取决于纵向要分辨到多少微米。这里最容易低估的不是相机成本,而是后续的数据带宽与存储——行频提上去,接口带宽、处理算力、落盘速度都得跟着改动。

一、镜头倍率速查:6 种靶面 × 8 种视野(48 页)

行为相机靶面,列为所需水平视野,格内即所需倍率,点击直达该页的完整推导。同一行的倍率随视野增大而下降,这是必然的——靶面 ÷ 视野 = 倍率。

先看清一件事:靶面标称尺寸 ≠ 实际成像宽度

下表最后一列不是查来的,是用本页 48 个计算页各自独立算出的结果反推互证:每一行的「倍率 × 视野」都收敛到同一个数,说明这些答案内部自洽、可复算。

相机靶面标称反推的实际水平靶面宽度参与反推的答案数
1/3 英寸4.80 mm8 个
1/2 英寸6.40 mm8 个
2/3 英寸8.80 mm8 个
1 英寸12.81 mm8 个
1.1 英寸14.19 mm8 个
4/3 英寸17.61 mm8 个

把这两个数混淆是最常见的算错原因:若直接把 1/3 英寸换算成 8.47 mm 代入,算出的倍率会偏大近一倍。

二、线扫行频速查:6 种线速 × 6 种分辨率(36 页)

行为产线速度,列为要求的纵向分辨率,格内即所需最低行频。行频 = 产线速度 ÷ 纵向分辨率。工程上通常在此基础上留 10–20% 余量,用来吸收编码器抖动和产线提速。

三、时序与测量方法(2 篇)

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常见问题

倍率是怎么算出来的?

所需倍率 = 相机靶面水平尺寸 ÷ 所需水平视野。举本站实测例子核对:1/3 英寸靶面配 5 mm 视野,计算结果是 0.960X,反推 0.960 × 5 mm = 4.8 mm,正是 1/3 英寸靶面的水平宽度;同一靶面配 120 mm 视野得 0.0400X,0.0400 × 120 mm 同样等于 4.8 mm,两例互证。同理 4/3 英寸靶面配 15 mm 视野得 1.173X,反推约 17.6 mm。

「1/3 英寸」「2/3 英寸」这些标称尺寸为什么不等于实际靶面宽度?

这是沿用了摄像管时代的外径标称,与实际成像靶面对角线并不相等。本站计算页统一采用该规格对应的实际水平靶面宽度参与计算(如 1/3 英寸取 4.8 mm),不是把英寸数换算成 8.47 mm 直接代入——这是倍率算错的最常见原因。

线扫行频的单位 kHz 该怎么理解?

kHz 即每秒扫描多少条线。产线速度 50 mm/s、纵向要分辨到 10 μm 时,每行要覆盖 10 μm,一秒走过的 50 mm 折算下来需要 5000 行/秒,即 5 kHz;本站该页给出的正是 5 kHz。同一行的其他分辨率档位你也能一并对照,看清「放宽分辨率能省多少行频」。

算出来的倍率没有现成镜头完全对应怎么办?

先取最接近的那一档,再用工作距离微调——绝大多数定倍镜头在标称工作距离附近有 ±5% 上下的倍率浮动。若你的工件厚度分布较大(有台阶、弧形面),优先选远心镜头,凭物流量的透视误差会让传统镜头的倍率随高度变化。

倍率和分辨率是什么关系?

倍率决定「多少个毫米摊到一个像素上」,即像素当量 = 像素尺寸 ÷ 倍率。只提倍率不提相机像素尺寸是没有意义的:同样的 0.5X,配 5 μm 像素得 10 μm/像素,配 2.4 μm 像素得 4.8 μm/像素,能判的最小缺陷差一倍以上。

这些速查表的结果可以直接拿去下单吗?

不能,它是选型起点。实际还要叠加四项:第一是景深(能否盖住工件的高低差),第二是畸变(测量结果要不要过校准),第三是光源几何(平行光还是同轴),第四是接口匹配(靶面尺寸不能超过镜头最大兼容尺寸)。本站每张计算页都给出了推导,拿不准就把工件发给我们更稳妥。

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把一个算不准的工程问题发给我们

速查表给的是起点,不是终点。真实选型要考虑工作距离、景深、畸变、光源几何和你真正要判的特征。寄一件样品或一张图纸,附上产线节拍,我们把该走哪条路连同算不准的部分一起告诉你 —— 包括哪些结论是「测不了」。

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