工业镜头视场倍率焦距之间的关系

1、工业镜头视场、倍率、焦距之间的关系、焦距的计算方法焦跑的讲算方法镜头到物体的距离）X（照相机型号尺寸）光学倍率（M）、光学放大倍率的计算方法照相机型月（V）机（H）视野75或）天寸亲当技术资料是CCD照相机被情况卜的计G饷更加产密的计算方法根榭00照相和库型号有所不同照相机元件尺寸«）。（H）=照相机的画数算有效的数（V）g（H）三、视场的计算方法视野的计算方法（僚义到物体的即离）x（照相机型号尺寸）31500X4.8盟好'=144nm50四、视野表光学放大倍率2/3"（宽度X长度X对角线）显示器放大倍率1/2"（宽度X长度X对角线）显示器放大倍率1/3&

2、quot;（宽度X长度X对角线）显示器放大倍率9"14"9"14"9"14"x0.166x88x1102.13.248x64x802.94.536x48x603.85.9X0.1447x63x792.94.534x46x574.06.226x34x435.38.3X0.1641x55x693.45.230x40x504.67.123x30x386.19.5X0.1837x49x613.85.827x36x445.18.020x27x336.910.7X0.233x44x554.26.524x32x405.78.918x24x307.6

3、11.9X0.322x29x376.39.716x21x278.613.412x16x2011.417.8X0.417x22x288.412.912x16x2011.417.89x12x1515.223.7X0.513x18x2210.516.29.6x12.8x1614.322.37.2x9.6x1219.129.7X0.611x15x1812.619.48.0x10.7x1317.226.76x8x1022.935.6X0.79x13x1614.722.66.9x9.1x1120.031.25.1x6.9x8.626.741.5X0.759x12x1515.824.26.4x8.5x112

4、1.533.44.8x6.4x8.028.644.5X0.88x11x1416.825.86.0x8.0x1022.935.64.5x6.0x7.530.547.4X0.97.3x9.8x12.218.929.15.3x7.1x8.925.740.14.0x5.3x6.734.353.4x16.6x8.8x11.021.032.34.8x6.4x8.028.644.53.6x4.8x6.038.159.3x1.54.4x5.9x7.331.548.53.2x4.3x5.342.966.82.4x3.2x4.057.289.0x23.3x4.4x5.542.064.62.4x3.2x4.057.

5、289.01.8x2.4x3.076.2119x2.52.6x3.5x4.452.580.81.9x2.6x3.271.51111.4x1.9x2.495.3148x32.2x2.9x3.763.096.91.6x2.1x2.785.81341.2x1.6x2.0114178x3.51.9x2.5x3.173.51131.4x1.8x2.31001561.0x1.4x1.7133208x41.7x2.2x2.884.01291.2x1.6x2.01141780.9x1.2x1.5152237x4.51.5x2.0x2.494.51451.1x1.4x1.81292000.8x1.1x1.317

6、1267x51.3x1.8x2.21051621.0x1.3x1.61432230.7x1.0x1.2191297x61.1x1.5x1.81261940.8x1.1x1.31722670.6x0.8x1.0229356x70.94x1.26x1.571472260.69x0.91x1.142003120.51x0.69x0.86267415x80.83x1.10x1.381682580.60x0.80x1.002293560.45x0.60x0.75305474x90.73x0.98x1.221892910.53x0.71x0.892574010.40x0.53x0.67343534x100

7、.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、机器视觉中工业镜头的计算方式工iDOV-；)事1、WD物距工作距离（WorkDistance,WD。2、FOV视场视野（FieldofView,FO功3、DOV景深（DepthofField）。4、Ho:视野的高度5、Hi:摄

8、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:镜头的焦距8、LE:镜头像平面的扩充距离SensorSize(m)种*PMG1+PWG(2)LE-Drf=P»G*f七、工业相机传感器尺寸大小：1/4：(3.2mmx2.4mm);1/3：(4.8mmx3.6mm);1/2：(6.4mmx4.8mm);2/3：(8.8mmx6.6mm);1”:(12.8mmX9.6mm);六、相机和镜头选择技巧1、相机的主要参数：感光面积SS(SensorSize)2、镜头的主要参数：焦距FL(FocalLength)最小物距Dmin(minimumFocalDist

9、ance)3、其他参数：视野FOV(FieldofView)像素pixelFOVmin=SS(Dmin/FL)如:SS=6.4mm,Dmin=8in,FL=12mmpixel=640*480贝U:FOVmin=6.4(8/12)=4.23mm4.23/640=0.007mm如果精度要求为0.01mm,1pixels=0.007mm<0.01mm结论：可以达到设想的精度八、光学放大率放大率光学放大率影像大小相对于物体的放大率3=y'/y=b/a=NA/NA=CCDffi机元素尺寸/视场实际尺寸电子放大率电子放大率是用相机拍照成像在CCDi的像呈现在显示器的放大倍数显示器放大率显示器

10、放大率是被拍物体通过镜头成像显示在显示器上的放大倍数显示器放大率=（光学放大率）X（电子放大率）例子：光学放大率=0.2X,CCD大小1/2（对角线长8mm,显示器14电子放大率=14X25.4/8=44.45（倍）显示器放大率=0.2X44.45=8.89（倍）（1寸=25.4mm）视场视场是镜头与CCDF目机连接时物体可被看见的范围大小视场的大小是：（CC格式大小）/（光学放大率）例子：光学放大率=0.2X,CCD1/2D（4.8mm长，6.4mm宽）视场大小：长=4.8Z0.2=24（mm宽=6.4Z0.2=32（mm机器视觉系统中，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

11、图像传感器（相机）的光敏面阵上。视觉系统处理的所有图像信息均通过镜头得到，镜头的质量直接影响到视觉系统的整体性能。下面对机器视觉工业镜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失真，如下图示：枕彤失真柄彤失真TVQk梁xioa口="/X1UDcny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、光学倍率生要点与成像的关系T敏夫率是援成像大小与物体的比光学“伽一多麒湍(平明间光学MqM)-y-v*长CNaptlficitlon)监机界倍率：照用机对同体然意.在IV监树器上林示酎的倍率传出愚的尺寸与瑞秋R的尺寸的不同使用倍季有所不同四、监视放大传您器-4攘应

12、器N传地器时用线J;物体鼎镜头A计算方法：监视器对角线传感器对角线例：VS-MS1+10x镜头1/2264X14*匚:>8(miTi)9匚监视器X光学借率=监视器倍率”CCD照相机，14”监视器上的成像<1G<x)=444品0.1mm的物体在监视器得到的是44.45mm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0.61x使用波长（入）/NA=解析度（11）以上的计算方法理论上可以计算出解析度，但不包括失真。使用波长为550nm六、解像力1 mmi间可以看到黑白线的条数。单位（lp/mm.七、MTF（Modulation

13、TransferFunction）成像时再现物体表面的浓淡变化而使用的空间周波数和对比度。八、工作距离（WorkingDistance）镜头的镜筒到物体的距离九、O/I（ObjecttoImager）物像间距离即物体到像间的长度。十、成像圈成像尺寸小，要输入相机感应器尺寸。H一、照相机MountC-mount:1"diameterx32TPI:FB:17.526mmCS-mount:1"diameterx32TPI:FB:12.526mmF-mount:FB:46.5mmM72-Mount:FB厂家各有不同十二、视野（FOV）视野指使用照相机以后看到的物体侧的范围照相机有效

14、区域的纵向长度（V）/光学倍率（M）=视野（V）照相机有效区域的横向长度（H）/光学倍率（M=视野（H）*技术资料上的视野范围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）=照相机一个画素的尺寸x有效画素数（V）or（H）来计算。成像圈照相机视野0/1十三、景深景深是指成像后物体的距离。同样，照相机侧的范围称为焦点深度。具体的景深的值多少略有不同十四、焦距（f）f（FocalLength）光学系的后主点（H2）到焦点面的距离。十五、FNO镜头从无限远时，亮度表示的数值，值越小越亮。FNO=1距/入射孔径或有效口径=f/D十六、实效F有限距离时镜头的明亮度。

15、实效F=（1+光学倍率）xF#实效F=光学倍率/2NA十七、NA（NumericalAperture）物体侧的NA=sinuxn成像侧的NA'=sinu'xn'如下图所示入社角度u,物体侧折射率n,成像侧的折射率'n'NA=NA'x放大率物障侧粉体的对于“口。镜头.NAH/2>rNA-|/2xFNANA'弋光学倍率NA'光学倍率十八、边缘亮度相对照度是指中央的照度与周边的照度的百分比。十九、远心镜头主光线与镜头光源平行的镜头。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Telecentricity是指物体的

16、倍率误差。倍率误差越小，Telecentricity越高Telecentricity有各种不同的用途，在镜头使用前，把握Telecentricity很重要。远心镜头的主光线与镜头的光轴平行，Telecentricity不好，远心镜头的使用效果就不好；Telecentricity可以用下图进行简单的确认。景深(DepthofField)可以用以下的计算式计算出来:景深=2xPermissibleCOCx实效F/光学倍率2=允许误差值/(NAx光学倍率)（使用的是0.04mm的PermissibleCOC）允许误差值X实数F2(-)=DOF光学倍率乂光学倍率允许误差值=DOFNAx光学倍率尤许根据

17、使用者的不同.权限也有所不同不允许VS1使用0的宜过-中心点焦点的位百二十二、通风盘及解析度Ait'iDiskpatternAiryDisk是指通过没有失真的镜头在将光集中一点时，实际上形成的是一个同心圆。这个同心圆就=0.61叫做AiryDisk。AiryDisk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人/NAAiryDisk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的镜头波房550nmr=0.61*0.55/0.07=4.8二十三、MTF及解析度MTF(ModulationTransferFunction)是指物体表面的浓淡变化，成像侧也被再现出来。表示镜头的成像性能，成像再现物体的对比度的程度。测试对比性能，用的是具有特定空间周波数的黑白间隔测试。空间周波数是指1mm的距离浓淡变化的程度。图1所示，黑白矩阵波，黑白的对比度为100%.