工業(yè)鏡頭視場、倍率、焦距之間的關(guān)系

1、工業(yè)鏡頭的視場、倍率、焦距之間的關(guān)系、焦距的計算方法焦跟的計算力法（鏡頭到物體的距離）X（照相機型號尺寸）光學(xué)倍率（M）、光學(xué)放大倍率的計算方法照相機型號（V）或（H）視野7Vs或；H）天寸親當(dāng)技術(shù)資料是CW照相機股情況F的計竟依更加產(chǎn)密的計算方法根據(jù)00照相和部型號有所不同照相機元件尺寸（V）or（H）二照相機的畫數(shù)乂有效畫數(shù)（V）or（H）三、視場的計算方法視野的計算方法（憧頭的焦距f）f=50m12闕相機型號尺寸4.Knm1500m到物體的即離覘野=（蹌頭到物體的即離）x（2相機型的尺寸）1500X48=14411nl50四、視野表光學(xué)放大倍率2/3"（寬度X長度X對角線）顯示

2、器放大倍率1/2"（寬度X長度X對角線）顯示器放大倍率1/3"（寬度X長度X對角線）顯示器放大倍率9"14"9"14"9"14"x0.166x88x1102.13.248x64x802.94.536x48x603.85.9X0.1447x63x792.94.534x46x574.06.226x34x435.38.3X0.1641x55x693.45.230x40x504.67.123x30x386.19.5X0.1837x49x613.85.827x36x445.18.020x27x336.910.7X0.233x

3、44x554.26.524x32x405.78.918x24x307.611.9X0.322x29x376.39.716x21x278.613.412x16x2011.417.8X0.417x22x288.412.912x16x2011.417.89x12x1515.223.7X0.513x18x2210.516.29.6x12.8x1614.322.37.2x9.6x1219.129.7X0.611x15x1812.619.48.0x10.7x1317.226.76x8x1022.935.6X0.79x13x1614.722.66.9x9.1x1120.031.25.1x6.9x8.626.

4、741.5X0.759x12x1515.824.26.4x8.5x1121.533.44.8x6.4x8.028.644.5X0.88x11x1416.825.86.0x8.0x1022.935.64.5x6.0x7.530.547.4X0.97.3x9.8x12.218.929.15.3x7.1x8.925.740.14.0x5.3x6.734.353.4x16.6x8.8x11.021.032.34.8x6.4x8.028.644.53.6x4.8x6.038.159.3x1.54.4x5.9x7.331.548.53.2x4.3x5.342.966.82.4x3.2x4.057.289.

5、0x23.3x4.4x5.542.064.62.4x3.2x4.057.289.01.8x2.4x3.076.2119x2.52.6x3.5x4.452.580.81.9x2.6x3.271.51111.4x1.9x2.495.3148x32.2x2.9x3.763.096.91.6x2.1x2.785.81341.2x1.6x2.0114178x3.51.9x2.5x3.173.51131.4x1.8x2.31001561.0x1.4x1.7133208x41.7x2.2x2.884.01291.2x1.6x2.01141780.9x1.2x1.5152237x4.51.5x2.0x2.49

6、4.51451.1x1.4x1.81292000.8x1.1x1.3171267x51.3x1.8x2.21051621.0x1.3x1.61432230.7x1.0x1.2191297x61.1x1.5x1.81261940.8x1.1x1.31722670.6x0.8x1.0229356x70.94x1.26x1.571472260.69x0.91x1.142003120.51x0.69x0.86267415x80.83x1.10x1.381682580.60x0.80x1.002293560.45x0.60x0.75305474x90.73x0.98x1.221892910.53x0.7

7、1x0.892574010.40x0.53x0.67343534x100.66x0.88x1.102103230.48x0.64x0.802864450.36x0.48x0.60381593x110.60x0.80x1.002313550.44x0.58x0.733154900.33x0.44x0.55419652x120.55x0.73x0.922523880.40x0.53x0.673435340.30x0.40x0.50457712五、機器視覺中工業(yè)鏡頭的計算方式1、WD物距工作距離(WorkDistance,WD。2、FOV視場視野(FieldofView,FO功3、DOV景深(Dep

8、thofField)。4、Ho:視野的高度5、Hi:攝像機有效成像面的高度(Hi來代表傳感器像面的大小)6、PMAG鏡頭的放大倍數(shù)7、f:鏡頭的焦距8、LE:鏡頭像平面的擴充距離SensorSizeGnu)_*川FieldofView(ut)Ho(2)LE-Drf=P»G*f要了解CCD尺寸，首先必須先認(rèn)識在工程師眼中“1英時”的定義是什么?X寬9.6mm=對角線為16mm之對應(yīng)面積。業(yè)界通用的規(guī)范就是1英口寸CCD尺寸=長12.8mm透過“勾用定理”.可得出該三角之三邊比例為4:3:5;換句話說，我無須給你完整的面積參數(shù)，只要給你該三角形最長一邊長度，你就可以透過簡單的定理換算回來

9、。而且面積對角線長度就是16除以那個分母。有了固定單位的CCD尺寸就不難了解余下CCDSize比例定義了，例如：1)1/2"CCD的對角線就是1"的一半為8mm面積約為1/4；2)1/4"CCD的對角線就是1"的1/4,即為4mm,面積約為1/16。所以，得出這樣的結(jié)論，就是1/2.5inchCCD感光面積1/1.8inch。六、相機和鏡頭選擇技巧1、相機的主要參數(shù)：感光面積SS(SensorSize)2、鏡頭的主要參數(shù)：焦距FL.(FocalLength)最小物距Dmin(minimumFocalDistance)3、其他參數(shù)：視里予FOV(Field

10、ofView)像素pixelFOVmin=SS(Dmin/FL)如:SS=6.4mm,Dmin=8in,FL=12mmpixel=640*480貝U:FOVmin=6.4(8/12)=4.23mm七、工業(yè)相機傳感器尺寸大小：1/4：(3.2mmx2.4mm);1/3：(4.8mmx3.6mm);1/2：(6.4mmx4.8mm);2/3：(8.8mmx6.6mm);1”:(12.8mmX9.6mm);4.23/640=0.007mm如果精度要求為0.01mm,1pixels=0.007mm<0.01mm結(jié)論：可以達到設(shè)想的精度機器視覺工業(yè)鏡頭的相關(guān)專業(yè)術(shù)語詳解機器視覺系統(tǒng)中，鏡頭相當(dāng)于人

11、的眼睛，其主要作用是將目標(biāo)的光學(xué)圖像聚焦在圖像傳感器(相機)的光敏面陣上。視覺系統(tǒng)處理的所有圖像信息均通過鏡頭得到，鏡頭的質(zhì)量直接影響到視覺系統(tǒng)的整體性能。下面對機器視覺工業(yè)鏡頭的相關(guān)專業(yè)術(shù)語做以詳解。一、失真可分為枕形失真和桶形失真，如下圖示：輛柩失真二、電視失真：實際邊長的歪曲形狀與理想的形狀的百分比算出的值。三、光學(xué)倍率主要點與成像的關(guān)系工放大率罡指成像大小與物像的比H-前主點HT=后主點好情ffifffv)cr(H)掄不惜辜(M)-廠J-融<iteenificetion)監(jiān)視找倍軍，隗電機對物體牖宗.在IV黑視器已顯示時的倍率傳整署的尺寸與監(jiān)視嘉的尺寸的不同.使得倍率有所不同四、

12、監(jiān)視放大傳地器時角”計算方法:物體側(cè)鏡頭旨日監(jiān)祝潘監(jiān)視器對角線轉(zhuǎn)至器南角磁黛光學(xué)倍率=監(jiān)視器倍率例：VS-MS什10x鏡頭1/2”CCD照相機，14”監(jiān)視器上的成像254X14”El<rrm)X10(x)=444,5x0.1mm的物體在監(jiān)視器得到的是44.45mm的成像有時根據(jù)TV監(jiān)視器的掃描狀態(tài)，以上的簡易計算將有一些變化。五、解析度表示了所能見到了2點的間隔0.61x使用波長(入)/NA=解析度(11)以上的計算方法理論上可以計算出解析度，但不包括失真。使用波長為550nm六、解像力1mm間可以看到黑白線的條數(shù)。單位(lp)/mm.七、MTF(ModulationTransferFu

13、nction)成像時再現(xiàn)物體表面的濃淡變化而使用的空間周波數(shù)和對比度。八、工作距離(WorkingDistance)鏡頭的鏡筒到物體的距離九、O/I(ObjecttoImager)物像間距離即物體到像間的長度。十、成像圈成像尺寸6,要輸入相機感應(yīng)器尺寸H一、照相機MountC-mount:1"diameterx32TPI:FB:17.526mmCS-mount:1"diameterx32TPI:FB:12.526mmF-mount:FB:46.5mmM72-Mount:FB廠家各有不同十二、視野（FOV）視野指使用照相機以后看到的物體側(cè)的范圍照相機有效區(qū)域的縱向長度（V）/

14、光學(xué)倍率（M）=視野（V）照相機有效區(qū)域的橫向長度（H）/光學(xué)倍率（M=視野（H）*技術(shù)資料上的視野范圍是指由光源及有效區(qū)域的一般數(shù)值計算出來的值。照相機有效區(qū)域的縱向長度（V）or（H）=照相機一個畫素的尺寸x有效畫素數(shù)（V）or（H）來計算。成像圈照相機視野0/1十三、景深景深是指成像后物體的距離。同樣，照相機側(cè)的范圍稱為焦點深度。具體的景深的值多少略有不同十四、焦距（f）f（FocalLength）光學(xué)系的后主點（H2）到焦點面的距離。十五、FNO鏡頭從無限遠時，亮度表示的數(shù)值，值越小越亮。FNO=1距/入射孔徑或有效口徑=f/D十六、實效F有限距離時鏡頭的明亮度。實效F=(1+光學(xué)倍率

15、)xF#實效F=光學(xué)倍率/2NA十七、NA(NumericalAperture)物體側(cè)的NA=sinuxn成像側(cè)的NA'=sinu'xn'如下圖所示入社角度u,物體側(cè)折射率n,成像側(cè)的折射率'n'NA-NA.%光學(xué)倍率NA=NA'x放大率對于“so鏈頭.NANA-1/ZkFNA'NM光學(xué)倍率十八、邊緣亮度相對照度是指中央的照度與周邊的照度的百分比。十九、遠心鏡頭主光線與鏡頭光源平行的鏡頭。有物體側(cè)的遠心，成像側(cè)的遠心，兩側(cè)的遠心行頭等方式。二十、遠心Telecentricity是指物體的倍率誤差。倍率誤差越小，Telecentricity

16、越高。Telecentricity有各種不同的用途，在鏡頭使用前，把握Telecentricity很重要。遠心鏡頭的主光線與鏡頭的光軸平行，Telecentricity不好，遠心鏡頭的使用效果就不好；Telecentricity可以用下圖進行簡單的確認(rèn)。允許二H一、景深(DOF)景深(DepthofField)可以用以下的計算式計算出來:（使用的是0.04mm的PermissibleCOC）把許誤差值x實效F2C>=DOF光學(xué)倍率乂光學(xué)倍率允評黑麥值NAM光學(xué)倍率不允許景深=2xPermissibleCOCx實效F/光學(xué)倍率2=允許誤差值/(NAx光學(xué)倍率)允許根據(jù)使用者的不同，棋陽也有

17、所不同不允許VS1使用004e的直音中心點疑點的色苦（elrcwnlricitv不更FTal*cnntf,icityi?二十二、通風(fēng)盤及解析度AiryDisk是指通過沒有失真的鏡頭在將光集中一點時，實際上形成的是一個同心圓。這個同心圓就叫做AiryDisk。AiryDisk的半徑r可以通過以下的計算公式計算出來。這個值稱為解析度。r=0.61人/NAAiryDisk的半徑隨波長改變而改變，波長越長，光越難集中于一點。例：NA0.07的鏡頭波房550nmr=0.61*0.55/0.07=4.8二十三、MTF及解析度MTF(ModulationTransferFunction)是指物體表面的濃淡變化，成像側(cè)也被再現(xiàn)出來。表示鏡頭的成像性能，成像再現(xiàn)物體的對比度的程度。測試對比性能，用的是具有特定空間周波數(shù)的黑白間隔測試?？臻g周波數(shù)是指1mm的距離濃淡變化的程度。圖1所示，黑白矩陣波，黑白的對比度為100%.這個對象被鏡頭攝影后，成像的對比度的變化被定量化?；?/p>