工业镜头视场、倍率、焦距之间的关系

1、工业镜头的视场、倍率、焦距之间的关系、焦距的计算方法焦跟的计算力法（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号（V）或（H）视野7Vs或；H）天寸亲当技术资料是CW照相机股情况F的计竟依更加产密的计算方法根据00照相和部型号有所不同照相机元件尺寸（V）or（H）二照相机的画数乂有效画数（V）or（H）三、视场的计算方法视野的计算方法（憧头的焦距f）f=50m12阙相机型号尺寸4.Knm1500m到物体的即离觇野=（跄头到物体的即离）x（2相机型的尺寸）1500X48=14411nl50四、视野表光学放大倍率2/3"（宽度X长度X对角线）显示

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

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、机器视觉中工业镜头的计算方式1、WD物距工作距离(WorkDistance,WD。2、FOV视场视野(FieldofView,FO功3、DOV景深(Dep

8、thofField)。4、Ho:视野的高度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:镜头的焦距8、LE:镜头像平面的扩充距离SensorSizeGnu)_*川FieldofView(ut)Ho(2)LE-Drf=P»G*f要了解CCD尺寸，首先必须先认识在工程师眼中“1英时”的定义是什么?X宽9.6mm=对角线为16mm之对应面积。业界通用的规范就是1英口寸CCD尺寸=长12.8mm透过“勾用定理”.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，只要给你该三角形最长一边长度，你就可以透过简单的定理换算回来

9、。而且面积对角线长度就是16除以那个分母。有了固定单位的CCD尺寸就不难了解余下CCDSize比例定义了，例如：1)1/2"CCD的对角线就是1"的一半为8mm面积约为1/4；2)1/4"CCD的对角线就是1"的1/4,即为4mm,面积约为1/16。所以，得出这样的结论，就是1/2.5inchCCD感光面积1/1.8inch。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(minimumFocalDistance)3、其他参数：视里予FOV(Field

10、ofView)像素pixelFOVmin=SS(Dmin/FL)如:SS=6.4mm,Dmin=8in,FL=12mmpixel=640*480贝U:FOVmin=6.4(8/12)=4.23mm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);4.23/640=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机器视觉工业镜头的相关专业术语详解机器视觉系统中，镜头相当于人

11、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：辆柩失真二、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、光学倍率主要点与成像的关系工放大率罡指成像大小与物像的比H-前主点HT=后主点好情ffifffv)cr(H)抡不惜辜(M)-厂J-融<iteenificetion)监视找倍军，隗电机对物体牖宗.在IV黑视器已显示时的倍率传整署的尺寸与监视嘉的尺寸的不同.使得倍率有所不同四、

12、监视放大传地器时角”计算方法:物体侧镜头旨日监祝潘监视器对角线转至器南角磁黛光学倍率=监视器倍率例：VS-MS什10x镜头1/2”CCD照相机，14”监视器上的成像254X14”El<rrm)X10(x)=444,5x0.1mm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1mm间可以看到黑白线的条数。单位(lp)/mm.七、MTF(ModulationTransferFu

13、nction)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6,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区域的纵向长度（V）/

14、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。实效F=(1+光学倍率

15、)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.%光学倍率NA=NA'x放大率对于“so链头.NANA-1/ZkFNA'NM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是指物体的倍率误差。倍率误差越小，Telecentricity

16、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。允许二H一、景深(DOF)景深(DepthofField)可以用以下的计算式计算出来:（使用的是0.04mm的PermissibleCOC）把许误差值x实效F2C>=DOF光学倍率乂光学倍率允评黑麦值NAM光学倍率不允许景深=2xPermissibleCOCx实效F/光学倍率2=允许误差值/(NAx光学倍率)允许根据使用者的不同，棋阳也有

17、所不同不允许VS1使用004e的直音中心点疑点的色苦（elrcwnlricitv不更FTal*cnntf,icityi?二十二、通风盘及解析度AiryDisk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=0.61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%.这个对象被镜头摄影后，成像的对比度的变化被定量化。基