• 工业镜头视场、倍率、焦距之间的关系


    一、焦距的计算方法

    二、光学放大倍率的计算方法

    三、视场的计算方法

    四、视野表

    光学放大倍率

    2/3"
    (宽度×长度×对角线)

    显示器 
    放大倍率

    1/2"
    (宽度×长度×对角线)

    显示器 
    放大倍率

    1/3"
    (宽度×长度×对角线)

    显示器 
    放大倍率

    9"

    14"

    9"

    14"

    9"

    14"

    x0.1

    66x88x110

    2.1

    3.2

    48x64x80

    2.9

    4.5

    36x48x60

    3.8

    5.9

    x0.14

    47x63x79

    2.9

    4.5

    34x46x57

    4.0

    6.2

    26x34x43

    5.3

    8.3

    x0.16

    41x55x69

    3.4

    5.2

    30x40x50

    4.6

    7.1

    23x30x38

    6.1

    9.5

    x0.18

    37x49x61

    3.8

    5.8

    27x36x44

    5.1

    8.0

    20x27x33

    6.9

    10.7

    x0.2

    33x44x55

    4.2

    6.5

    24x32x40

    5.7

    8.9

    18x24x30

    7.6

    11.9

    x0.3

    22x29x37

    6.3

    9.7

    16x21x27

    8.6

    13.4

    12x16x20

    11.4

    17.8

    x0.4

    17x22x28

    8.4

    12.9

    12x16x20

    11.4

    17.8

    9x12x15

    15.2

    23.7

    x0.5

    13x18x22

    10.5

    16.2

    9.6x12.8x16

    14.3

    22.3

    7.2x9.6x12

    19.1

    29.7

    x0.6

    11x15x18

    12.6

    19.4

    8.0x10.7x13

    17.2

    26.7

    6x8x10

    22.9

    35.6

    x0.7

    9x13x16

    14.7

    22.6

    6.9x9.1x11

    20.0

    31.2

    5.1x6.9x8.6

    26.7

    41.5

    x0.75

    9x12x15

    15.8

    24.2

    6.4x8.5x11

    21.5

    33.4

    4.8x6.4x8.0

    28.6

    44.5

    x0.8

    8x11x14

    16.8

    25.8

    6.0x8.0x10

    22.9

    35.6

    4.5x6.0x7.5

    30.5

    47.4

    x0.9

    7.3x9.8x12.2

    18.9

    29.1

    5.3x7.1x8.9

    25.7

    40.1

    4.0x5.3x6.7

    34.3

    53.4

    x1

    6.6x8.8x11.0

    21.0

    32.3

    4.8x6.4x8.0

    28.6

    44.5

    3.6x4.8x6.0

    38.1

    59.3

    x1.5

    4.4x5.9x7.3

    31.5

    48.5

    3.2x4.3x5.3

    42.9

    66.8

    2.4x3.2x4.0

    57.2

    89.0

    x2

    3.3x4.4x5.5

    42.0

    64.6

    2.4x3.2x4.0

    57.2

    89.0

    1.8x2.4x3.0

    76.2

    119

    x2.5

    2.6x3.5x4.4

    52.5

    80.8

    1.9x2.6x3.2

    71.5

    111

    1.4x1.9x2.4

    95.3

    148

    x3

    2.2x2.9x3.7

    63.0

    96.9

    1.6x2.1x2.7

    85.8

    134

    1.2x1.6x2.0

    114

    178

    x3.5

    1.9x2.5x3.1

    73.5

    113

    1.4x1.8x2.3

    100

    156

    1.0x1.4x1.7

    133

    208

    x4

    1.7x2.2x2.8

    84.0

    129

    1.2x1.6x2.0

    114

    178

    0.9x1.2x1.5

    152

    237

    x4.5

    1.5x2.0x2.4

    94.5

    145

    1.1x1.4x1.8

    129

    200

    0.8x1.1x1.3

    171

    267

    x5

    1.3x1.8x2.2

    105

    162

    1.0x1.3x1.6

    143

    223

    0.7x1.0x1.2

    191

    297

    x6

    1.1x1.5x1.8

    126

    194

    0.8x1.1x1.3

    172

    267

    0.6x0.8x1.0

    229

    356

    x7

    0.94x1.26x1.57

    147

    226

    0.69x0.91x1.14

    200

    312

    0.51x0.69x0.86

    267

    415

    x8

    0.83x1.10x1.38

    168

    258

    0.60x0.80x1.00

    229

    356

    0.45x0.60x0.75

    305

    474

    x9

    0.73x0.98x1.22

    189

    291

    0.53x0.71x0.89

    257

    401

    0.40x0.53x0.67

    343

    534

    x10

    0.66x0.88x1.10

    210

    323

    0.48x0.64x0.80

    286

    445

    0.36x0.48x0.60

    381

    593

    x11

    0.60x0.80x1.00

    231

    355

    0.44x0.58x0.73

    315

    490

    0.33x0.44x0.55

    419

    652

    x12

    0.55x0.73x0.92

    252

    388

    0.40x0.53x0.67

    343

    534

    0.30x0.40x0.50

    457

    712

    五、机器视觉中工业镜头的计算方式

    1、WD 物距 工作距离(Work Distance,WD)。 
    2、FOV 视场 视野(Field of View,FOV)
    3、DOV 景深(Depth of Field)。 
    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




    六、相机和镜头选择技巧

    1、相机的主要参数:
      感光面积SS(Sensor Size)
    2、镜头的主要参数:
     焦距FL(Focal Length)
      最小物距Dmin(minimum Focal Distance)
    3、其他参数:
     视野FOV(Field of View) 
      像素pixel  
      FOVmin=SS(Dmin/FL)
     如:SS=6.4mm,Dmin=8in,FL=12mm pixel=640*480
     则:FOVmin=6.4(8/12)=4.23mm 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

    七、工业相机传感器尺寸大小:

    1/4″:(3.2mm×2.4mm);    1/3″:(4.8mm×3.6mm);
    1/2″:(6.4mm×4.8mm);    2/3″:(8.8mm×6.6mm);
    1″:(12.8mm×9.6mm);

    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 
    β=y’/y 
    =b/a
    =NA/NA’
    =CCD相机元素尺寸/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CCD上的像呈现在显示器的放大倍数

    显示器放大率

    显示器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)×(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=14×25.4/8=44.45(倍) 
    显示器放大率=0.2×44.45=8.89(倍) (1寸=25.4mm)

    视场

    视场是镜头与CCD相机连接时物体可被看见的范围大小 
    视场的大小是:(CCD格式大小)/(光学放大率) 
    例子:光学放大率=0.2X,CCD1/2〃(4.8mm长,6.4mm宽) 
    视场大小 :长=4.8/0.2=24(mm) 
    宽=6.4/0.2=32(mm)


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