工業(yè)鏡頭視場(chǎng)、倍率、焦距之間的關(guān)系

1、_工業(yè)鏡頭的視場(chǎng)、倍率、焦距之間的關(guān)系一、焦距的計(jì)算方法二、光學(xué)放大倍率的計(jì)算方法三、視場(chǎng)的計(jì)算方法精品資料_四、視野表光學(xué)放2/3"顯示器1/2"顯示器1/3"顯示器大倍率(寬度 × 長度 ×對(duì)角放大倍率(寬度 ×長度 ×對(duì)角線 )放大倍率(寬度 × 長度 ×對(duì)角放大倍率線 )9"14"9"14"線)9"14"x0.166x88x1102.13.248x64x802.94.536x48x603.85.9x0.1447x63x792.94.534

2、x46x574.06.226x34x435.38.3x0.1641x55x693.45.230x40x504.67.123x30x386.19.5x0.1837x49x613.85.827x36x445.18.020x27x336.910.7x0.233x44x554.26.524x32x405.78.918x24x307.611.9x0.322x29x376.39.716x21x278.613.412x16x2011.417.8x0.417x22x288.412.912x16x2011.417.89x12x1515.223.7x0.513x18x2210.516.29.6x12.8x1614

3、.322.37.2x9.6x1219.129.7x0.611x15x1812.619.48.0x10.7x1317.226.76x8x1022.935.6x0.79x13x1614.722.66.9x9.1x1120.031.25.1x6.9x8.626.741.5x0.759x12x1515.824.26.4x8.5x1121.533.44.8x6.4x8.028.644.5精品資料_x0.88x11x1416.825.86.0x8.0x1022.935.64.5x6.0x7.530.547.4x0.97.3x9.8x12.218.929.15.3x7.1x8.925.740.14.0x5.

4、3x6.734.353.4x16.6x8.8x11.021.032.34.8x6.4x8.028.644.53.6x4.8x6.038.159.3x1.54.4x5.9x7.331.548.53.2x4.3x5.342.966.82.4x3.2x4.057.289.0x23.3x4.4x5.542.064.62.4x3.2x4.057.289.01.8x2.4x3.076.2119x2.52.6x3.5x4.452.580.81.9x2.6x3.271.51111.4x1.9x2.495.3148x32.2x2.9x3.763.096.91.6x2.1x2.785.81341.2x1.6x2.

5、0114178x3.51.9x2.5x3.173.51131.4x1.8x2.31001561.0x1.4x1.7133208x41.7x2.2x2.884.01291.2x1.6x2.01141780.9x1.2x1.5152237x4.51.5x2.0x2.494.51451.1x1.4x1.81292000.8x1.1x1.3171267x51.3x1.8x2.21051621.0x1.3x1.61432230.7x1.0x1.2191297x61.1x1.5x1.81261940.8x1.1x1.31722670.6x0.8x1.0229356x70.94x1.26x1.5714722

6、60.69x0.91x1.142003120.51x0.69x0.86267415x80.83x1.10x1.381682580.60x0.80x1.002293560.45x0.60x0.75305474x90.73x0.98x1.221892910.53x0.71x0.892574010.40x0.53x0.67343534x100.66x0.88x1.102103230.48x0.64x0.802864450.36x0.48x0.60381593x110.60x0.80x1.002313550.44x0.58x0.733154900.33x0.44x0.55419652x120.55x0

7、.73x0.922523880.40x0.53x0.673435340.30x0.40x0.50457712五、機(jī)器視覺中工業(yè)鏡頭的計(jì)算方式精品資料_1 、WD物距工作距離（ WorkDistance ， WD ）。2 、FOV視場(chǎng)視野（ Field of View ，F(xiàn)OV ）3 、DOV 景深（ Depth of Field ）。4 、Ho: 視野的高度5 、Hi: 攝像機(jī)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(kuò)充距離要了解CCD尺寸，首先必須先認(rèn)識(shí)在工程師眼中“1 英吋”的定義是什么？業(yè)界通用

8、的規(guī)范就是1 英吋 CCD 尺寸 = 長 12.8mm× 寬 9.6mm =對(duì)角線為16mm之對(duì)應(yīng)面積。透過“勾股定理”.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。而且面積對(duì)角線長度就是16 除以那個(gè)分母。精品資料_有了固定單位的CCD尺寸就不難了解余下CCD Size比例定義了，例如:1）1/2" CCD的對(duì)角線就是1"的一半為8mm ，面積約為1/4 ；2）1/4" CCD的對(duì)角線就是1"的 1/4 ，即為4mm ，面積約為1/16 。所以，得出這

9、樣的結(jié)論，就是1/2.5inch CCD感光面積 <1/1.8inch 。六、相機(jī)和鏡頭選擇技巧1、相機(jī)的主要參數(shù) :七、工業(yè)相機(jī)傳感器尺寸大小：感光面積 SS （Sensor Size ）1/4 :(3.2mm ×2.4mm) ；1/3 :(4.8mm ×3.6mm) ；2、鏡頭的主要參數(shù) :1/2 :(6.4mm ×4.8mm) ；2/3 :(8.8mm ×6.6mm) ；焦距 FL （ Focal Length ）1:(12.8mm × 9.6mm) ；最小物距 Dmin （minimum FocalDistance ）3、其他參數(shù)

10、 :精品資料_視野 FOV （ Field of View ）像素 pixelFOVmin=SS （ Dmin/FL ）如:SS=6.4mm ， Dmin=8in ，F(xiàn)L=12mm pixel=640*480則:FOVmin=6.4 （8/12 ） =4.23mm 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(dá)到設(shè)想的精度機(jī)器視覺工業(yè)鏡頭的相關(guān)專業(yè)術(shù)語詳解機(jī)器視覺系統(tǒng)中，鏡頭相當(dāng)于人的眼睛，其主要作用是將目標(biāo)的光學(xué)圖像聚焦在圖像傳感精品資料_器（相機(jī)）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)

11、量直接影響到視覺系統(tǒng)的整體性能。下面對(duì)機(jī)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：二、電視失真：實(shí)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)倍率精品資料_四、監(jiān)視放大計(jì)算方法：例： VS-MS1 10x 鏡頭 1/2 ”CCD照相機(jī) , 14 ”監(jiān)視器上的成像精品資料_0.1mm 的物體在監(jiān)視器得到的是44.45mm的成像 有時(shí)根據(jù)TV 監(jiān)視器的掃描狀態(tài)，以上的簡易計(jì)算將有一些變化。五、解析度表示了所能見到了2 點(diǎn)的間隔 0.61x使用波長 ()/ NA= 解析度 ()以上的計(jì)算方法理論上可以計(jì)算出解析度，但不包括失真。 使用波長為550n

12、m六、解像力 mm 中間可以看到黑白線的條數(shù)。單位（lp ）/mm.七、 MTF （ Modulation Transfer Function）成像時(shí)再現(xiàn)物體表面的濃淡變化而使用的空間周波數(shù)和對(duì)比度。八、工作距離（Working Distance）鏡頭 的鏡筒到物體的距離九、 O/I （ Object to Imager）物像間距離即物體到像間的長度。十、成像圈成像尺寸，要輸入 相機(jī)感應(yīng)器尺寸。十一、照相機(jī)MountC-mount: 1" diameter x 32 TPI: FB: 17.526mm精品資料_CS-mount: 1" diameter x 32 TPI:

13、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(jī)以后看到的物體側(cè)的范圍照相機(jī)有效區(qū)域的縱向長度（V ） /光學(xué)倍率（ M）視野（ V）照相機(jī)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(jì)算出來的值。照相機(jī)有效區(qū)域的縱向長度（V ）or （ H） = 照相機(jī)一個(gè)畫素的尺寸×有効畫素?cái)?shù)（V ）or （H）來計(jì)算。十三、景深景深是指成像后物體的距離。同樣，照相機(jī)側(cè)的范圍稱為焦點(diǎn)深度。具體的景深的值多少略有不同。十四、焦距( )（ Focal L

14、ength ）光學(xué)系的后主點(diǎn)（H2 ）到焦點(diǎn)面的距離。精品資料_十五、 FNO鏡頭從無限遠(yuǎn)時(shí)，亮度表示的數(shù)值，值越小越亮。FNO= 焦距 /入射孔徑或有効口徑=f/D十六、實(shí)效F有限距離時(shí)鏡頭的明亮度。實(shí)效 F = (1 + 光學(xué)倍率 ) x F#實(shí)效 F = 光學(xué)倍率/ 2NA十七、 NA （Numerical Aperture）物體側(cè)的NA = sin u x n成像側(cè)的 NA' = sin u'x n'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' x放大率十八、邊緣亮度相對(duì)照度是指中央的照度與周邊的照度的

15、百分比。十九、遠(yuǎn)心鏡頭主光線與鏡頭光源平行的鏡頭。有物體側(cè)的遠(yuǎn)心，成像側(cè)的遠(yuǎn)心，兩側(cè)的遠(yuǎn)心行頭等方式。精品資料_二十、遠(yuǎn)心Telecentricity是指物體的倍率誤差。倍率誤差越小，Telecentricity越高。Telecentricity有各種不同的用途，在鏡頭使用前， 把握 Telecentricity很重要。 遠(yuǎn)心鏡頭的主光線與鏡頭的光軸平行，Telecentricity不好，遠(yuǎn)心鏡頭的使用效果就不好；Telecentricity可以用下圖進(jìn)行簡單的確認(rèn)。二十一、景深(DOF)景深（ Depth of Field ）可以用以下的計(jì)算式計(jì)算出來：景深= 2 x Permissible

16、 COC x實(shí)效 F /光學(xué)倍率 2 = 允許誤差值/ (NA x光學(xué)倍率 )(使用的是 0.04mm的 Permissible COC)精品資料_二十二、通風(fēng)盤及解析度Airy Disk 是指通過沒有失真的鏡頭在將光集中一點(diǎn)時(shí)，實(shí)際上形成的是一個(gè)同心圓。這個(gè)同心圓就叫做 Airy Disk 。Airy Disk 的半徑 r 可以通過以下的計(jì)算公式計(jì)算出來。這個(gè)值稱為解析度。 = 0.61 /NA AiryDisk 的半徑隨波長改變而改變，波長越長，光越難集中于一點(diǎn)。例： NA0.07 的鏡頭波長 550nm精品資料_二十三、MTF及解析度MTF （ Modulation Transfer Function)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(duì)比度的程度。測(cè)試對(duì)比性能，用的是具有特定空間周波數(shù)的黑白間隔測(cè)試?？臻g周波數(shù)是指mm 的距離濃淡變化的程度。圖 1 所示，黑白矩陣波，黑白的對(duì)比度為100%. 這個(gè)對(duì)象被鏡頭攝影后，成像的對(duì)比度的變化被定量化?；旧希还苁裁寸R頭，都會(huì)出現(xiàn)對(duì)比度降低的情況。最終對(duì)比度降低至0% 。，不能進(jìn)行顏色的區(qū)