工业镜头视场、倍率、焦距之间地关系

1、一、焦距的计算方法焦距的计算力法（萤头到物体的距酌X （照相机型号尺寸）焦距2驾竺乜加2bu二. 光学放大倍率的计算方法当技术资料是CCD照相机一般悄况下的计算値更加严密的计算力法 根拥CCD照相机的塑号有所不同照相机元件尺寸V） or （H）二照相机的画数X有效画数（Vor （H）三. 視场的计算方法视!野的计算方法视野（鏡头到物体的距离）x 照相机型号尺寸）（槻头的焦距f） :二 50ign L 1/21500mm 丁产二 照相机型号尺寸4湎 到物体的距离视野1500 X 4.850-144mm四、視野表光学放 大倍率2/y（宽度x长度x対用线）显示器 放大倍率1/2n（宽度X长度X对用线

2、）显示器 放大倍率1/3H（寛度X长度X对角线）显示器 放大倍率9“14-9“14“9“14“xO. 166x88x1102. 13.248x64x802.94.536x48x603.85.9xO. 1447x63x792.94.534x46x574.06.226x34x435.38.3xO. 1641x55x693.45.230x40x504.67. 123x30x386.19.5xO. 1837x49x613.85.827x36x445. 18.020x27x336.910.7x0.233x44x554.26.524x32x405.78.918x24x307.611.9x0.322x29x

3、376.39.716x21x278.613.412x16x2011.417.8x0.417x22x288.412.912x16x2011.417.89x12x1515.223.7x0.513x18x2210.516.29. 6x12.8x1614.322.37. 2x9. 6x1219. 129.7x0.611x15x1812.619.48. 0x10. 7x1317.226.76x8x1022.935.6xO. 79x13x1614.722.66. 9x9. 1x1120.031.25. 1x6. 9x8.626.741.5xO. 759x12x1515.824.26. 4x8. 5x112

4、1.533.44. 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. 057.289.0x

5、23. 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

6、. 2x1. 5152237x4.51.5x2. 0x2. 494.51451. 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. 80x1.00229

7、3560. 45x0. 60x0. 75305474x90. 73x0.98x1.221892910. 53x0. 71x0. 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.

8、50457712五.机篙視觉中工业镜头的计昇方式1. WD 物距 工作距(Work Distance.WD)。2. F0V 視场視野(Field of View.FOV)3. DOV 景深(Depth of Field)。4. Ho:视野的离度5. Hi:摄像机有效成像面的高度(Hi来代表传感器像面的大小)6、PMAG:镜头 的放大倍数7. f:钱头的焦距8. LE:镜头像平面的扩充距离MMf= 24g“ inchLE 二 Dif 二 PMAGf叩IM她、4 “4_(D0V5?1要了解CCD尺寸，首先必须先认识在工程师眼中“1英吋”的定艾是什么？业界通用的规范就是1英吋CCD尺寸二长12.8m

9、m X宽9. 6mm =对角线为16mm之对应面积。透过“勾股定理可得出该三角之三边比例为4: 3: 5:换句话说，我无须给你完整的面积参数，只要给你该三血形最长一边长度，你就可以透过简单 的定理换算回来。而且面枳对角线长度就是16除以那个分母。有了因定单伎的CCD尺寸就不难了解余下CCD Size比例定义了，例如：1) 1/2“ CCD的对角线就是1“的一半为8时面枳约为1/4：2) 1/4 CCD的对角线就是1“的1/4,即为4mm,而枳约为1/16。所以，得出这样的结论，就是1/2. 5inch CCD感光而枳1/1.8incho六. 相机和钱头选择技巧1相机的主要参数：感光面积 SS

10、(Sensor Size)2镜头的主要參数：七. 工业柿机传感器尺寸大小:1/4 : (3. 2mmX 2. 4mm):1/2，z : (6. 4nmX4. 8mm)：1/3 ： (4. 8mm X 3. 6mm):2/3 ： (8. 8mm X 6. 6mm):焦距 FL (Focal Length)最小物距 Dmin (minimum FocaIDistance)3、其他餐数：视野 FOV (Field of View)像素pixelF0Vmin=SS (Dmin/FL)如：SS=64nwn Dm i n=8 i n, FL=12mmpixel=640*480J:F0Vmin=6. 4 (

11、8/12) =4. 23mm 4.23/640=0. 007mm如果轴度要求为0.01mmIpixels=0. 007mm0. 01 mm结论：可以达到设想的耕度机器视觉工业镜头的相关专业术语详解机器視觉系统中，镜头相当于人的眼睛，其主要作用是将目标的光学图像聚焦在图像传感 器（相机）的光敏而阵上。视觉系统处理的所有图像信息均通过镜头得到，镜头的质董直接彫 响到視觉系统的整体性能。下面对机器视觉工业佻头的相关专业术语做以详解。一、失真可分为枕形失真和桶形夬真，如下图示:桶形失真理想的形状实际的形状TV.D - X 100XI00二、电视失真:实际边长的歪曲形状与理想的形状的百分比算出的值。三、

12、光学借率壬要点与成像的关系：放大率是指成像大小与物傳的比C Magnification ）监視器倍率：R8fflUl对物体摄彫.夜W监視牌上显示时地倍率。 传感署的尺寸与监视署的尺寸的不同使得佶率有所环同四、监视放大计算方法:监视器对角线 传感器对角线例：VS-MS1 + 10X钱头1/2” CCD照相机，14”监视器上的成像25.4x14”8(mm)X 10(x)= 444.5 次0. 1mn的物体在监视器得到的是44. 45nm的成像有时根据TV监视器的扫描状态，以上的简易计算将有一些变化。五、解析度表示了所能见到了 2点的间隔0. 61 x使用波长(入)/ NA二解析度(口) 以上的计算

13、方法理论上可以计算出解析度，但不包括失其。便用波长为550nm六、解像力1”n中间可以看到黑白线的条数。单位(Ip) /血七、MTF (Modulation Transfer Function)成像时再现物体表而的浓淡变化而使用的空间周波数和对比度。八、工作距离(Working Distance)镜头的铳简到物体的距离九、0/1 (Object to Imager)物像间距离即物体到像间的长度。十.成像圈成像只.寸e,要输入相机感应畧尺寸。十一.照相机MountC-mount: 1 diameter x 32 TPI: FB: 17. 526mmCS-mount: 1 diameter x 3

14、2 TPI: FB: 12. 526mmF-mount: FB:46.5mmM72-Mount: FB厂家各有不同十二.视野(FOV)視野指使用照相机以后看到的物体侧的范国照相机有效区域的纵向长度(V) /光学倍率(M)=視野(V)照相机有效区域的横向长度(H) /光学倍率(M)=視野(H)*技术资料上的视野范国是指由光源及有效区域的一般数值计算出来的值。照相机有效区域的纵向长度(V) or (H)二照相机一个画素的尺寸X有劾画素数(V) or (H)来计算。成像圈照相机视野0/I十三.景潔亲深是指成像后物体的距离。同样，照相机侧的范国称为焦点深度。具体的景深的值多少略有不同。十四、焦距(f)

15、f (Focal Length)光学系的后主点(H2)到焦点面的距离。十五.FN0钱头从无限远时，亮度表示的数值，值越小越亮。FNO二焦距/入射孔径或有効口径二f/D十六.实效F有限距离时钱头的明亮度。实效F二(1 +光学倍率)x F#实效F二光学倍率/ 2NA十七、NA (Numerical Aperture)物体侧的NA = sin u x n成像侧的NA = sin u* x n如下图所示 入社角度u.物体側折射率n,成像侧的折射率n*NA = NA x放大率对干Macro 镜头，NA二NA,=1/2zF NA=NA，x 光学倍率 MA*勺“光学倍率十八、边竦亮度相对照度是指中央的照度与

16、周边的照度的百分比。十九、远心锐头主光线与钱头光源平行的钱头。有物体侧的远心，成像侧的远心，两侧的远心行头等方式。二十.远心Telecentr icity是扌旨物体的倍率误差。倍率误差越小.Telecentr icity越商。Telecentr icity有各种不同的用途，在钱，头使用前，把握Telecentr icity很重要。远心钱，头的主光 线与钱头的光轴平行，Telecentr icity不好，远心钱，头的使用效果就不好：Telecentr icity可以用下图进行简单的确认。镜头Telocentr ici ly不妤二十一.录潭(D0F)景深(Depth of Field)可以用以下的

17、计算式计算出来：景深=2 x Permissible COC x实效F /光学倍率2 =允许误差值/ (NA x光学倍率)(使用的是 0. 04nn 的 Permissible C0C) = DOFc,允许误差值x实效F2 、光学倍率X光学倍率允许误差值NA x光学倍率= DOF允许根携便朗者的不同.収限也有所不同不允许VST使用0.0亦的直径中心点焦点的位直二十二.通风盘及解析度Airy Disk patternAiry Disk是指通过没有失真的兢头在将光集中一点时，实际上形成的是一个同心圜。这个同心叨就 叫做Airy Disko Airy Disk的半径r可以通过以下的计算公式计算出来。这个值称为解析度。r = 0. 61 X/NA Airy Disk的半径随波长改变而改变，波长越长，光越难集中于一点。例:NA0. 07的镜头 波長550nm r=0. 61*0.55/0. 07=4. 8 u二十三.MTF及解析度MTF (Modulation Transfer Function)是指扬体表面的浓淡变化，成像侧也袱再現出来。表示钱头的成像性能,成像再现物体的对比度的程度。浏试对比性能，用的是具有特定空间周波数的黑白间隔渕试。空间周波数是48 1mm的距离浓淡变化的程度。图1所示，黑白矩阵波，黑白的对比度100%.这个对象筱钱头摄彩后,成像的对比度的变化被定量化。基本