视场
在选择适合的视场时，通常需要考虑以下因素：
被观察物体的尺寸：视场应大于或等于目标物体的最大尺寸，以确保物体能被完全覆盖。
镜头放大倍率：镜头的放大倍率决定了图像在相机传感器上的放大程度，直接影响到视场的大小。选择合适的镜头放大倍率可以确保目标物体被适当地放大，有利于后续的图像分析处理。
相机芯片尺寸：不同尺寸的相机芯片对视场的覆盖范围有显著影响。较大的芯片可以提供更广阔的视场，适合大范围捕捉；较小的芯片则适用于对细节有高要求的应用。
分辨率
在光学系统中，分辨率是指两个相邻物体点（或像点）之间能够被系统分辨开的最小距离。我们通常将镜头的物方分辨率和像方分辨率分别记为 Resolution（物）和 Resolution（像）。其单位为微米（µm），并通过以下公式计算：
另一个相关的指标是解像力，表示每毫米内的黑白线对数，以 Resolving power 记为 line/mm 或 lp/mm。计算公式如下：
𝑅𝑒𝑠𝑜𝑙𝑣𝑖𝑛𝑔𝑝𝑜𝑤𝑒𝑟=1/𝑅𝑒𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑖𝑜𝑛(像)
Resolvingpower=1/Resolution(像)
镜头与相机的分辨率匹配
工程师们通常会将注意力集中在相机的分辨率上，而忽视了镜头分辨率的重要性。实际上，只有当相机和镜头的分辨率匹配时，才能实现最佳成像效果。图像清晰度与两者的匹配密切相关。
物方的两个点在相机芯片上成像的最小距离需满足如下条件，才能被清晰分辨。以相机像元尺寸为 5 微米、镜头放大倍率为 0.5 倍为例：
分辨率与精度的区分
镜头的物方分辨率与测量精度容易混淆，但两者有明显区别。精度指的是测量值与真实值之间的差异。比如，如果产品的实际尺寸为 1.0 毫米，精度要求为 ±5 微米，则只要测得的值在 0.995 毫米至 1.005 毫米之间，即符合精度要求。
在机器视觉中，通常根据客户的视场（FOV）和精度要求计算相机分辨率。选定相机后，像元尺寸即确定。在此基础上，再选择与相机匹配的镜头分辨率，以确保系统达到精度要求。例如，如果客户需要观察 5 微米大小的目标物体，镜头的物方分辨率需小于 10 微米。
法兰距离及镜头接口
什么是法兰距离？
法兰距离是指相机机身与镜头接触的机械面到相机传感器之间的距离。为了确保光线能够正确聚焦在传感器上，镜头的后截距必须与相机的法兰距离一致。工业相机通常有多种接口和对应的法兰距离。
常见接口及其法兰距离
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C接口
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螺纹规格：1英寸直径，32牙/英寸。
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法兰距离：17.526毫米。
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适用相机：最大可兼容 4/3 英寸芯片（对角线长度约 22.6 毫米）的工业相机。
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CS接口
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螺纹规格：与 C 接口相同。
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法兰距离：12.526毫米，比 C 接口短 5 毫米。
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注意事项：如果将 C 接口镜头与 CS 接口相机搭配使用，需要添加一个 5 毫米的接圈，否则成像位置会偏离传感器。
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F接口
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法兰距离：46.5毫米。
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特点：采用卡扣式设计，而非螺纹。
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M72接口与 M95接口
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常用于线扫描镜头或大面阵镜头，螺纹尺寸规格定义各不相同。
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这些镜头的后截距通常较大，以兼容不同法兰距离的相机。
调整接圈以适配不同接口
在实际应用中，可以通过加接圈的方式使镜头与相机的法兰距离匹配。例如，茉丽特的 F80C 系列镜头可以通过接圈与多种不同接口的相机匹配，包括法兰距离为 46.5 毫米的 F 口相机和仅有 6.56 毫米的 M72 接口相机。不同厚度的接圈可以适应不同相机的型号，从而确保成像准确性。
畸变
畸变是光学系统中的一个常见参数，是影响光学测量精度的重要因素之一。它体现的是物体成像的失真程度，通常导致成像的变形但不会对图像的清晰度产生直接影响。
理想与实际光学系统的差异
在理想光学系统中，物像平面上应该保持恒定的放大率。但在实际的光学系统中，这一特性仅在视场较小时适用。当视场增大时，成像的放大率会随视场变化，使得图像相对于物体失去相似性，从而导致变形。这个成像缺陷被称为畸变。
畸变的定义
畸变通过实际成像高度与理想成像高度的差值来定义，在实际应用中，常用其与理想成像高度的比率表示，称为相对畸变。
正畸变意味着图像随着视场增大而比理想成像高度增加得更快，放大倍率随视场增大而增大。同心圆的间距从内向外逐渐增大。
负畸变则相反，图像随着视场增大而比理想成像高度增长得更慢，导致放大倍率随视场增大而减小。同心圆的间距从内向外逐渐缩小。
畸变对测量的影响
虽然在普通成像应用中，轻微的变形可能不明显，但在需要高精度测量的场景中，畸变会对测量准确性产生严重影响。通常，普通工业镜头的畸变在1%-2%之间，这种畸变可能使得100毫米的物体在测量中显示为101毫米到102毫米。
减少畸变的解决方案
使用双远心镜头是减少畸变的有效解决方案之一。这类镜头的畸变通常小于0.1%，是普通镜头的1/20，大幅提高了测量精度和稳定性，并达到了目前光学测试仪器的最高标准。通过选择这类镜头，可以确保对物体尺寸的高精度测量，同时减少因畸变导致的误差。