工业镜头视场倍率焦距

1、工业镜头视场倍率焦距之间的关系HUA system office room【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】工业镜头的视场、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（宽度X长度X对角线）显示器?放大倍率914914914X0.166x88x1102.13.248x64x802.94.536x48x603.85.9X0.1447x63x792.94.534x46x574.06.226x34x435.38.3X0

2、.1641x55x693.45.230 x40 x504.67.123x30 x386.19.5X0.1837x49x613.85.827x36x445.18.020 x27x336.910.7X0.233x44x554.26.524x32x405.78.918x24x307.611.9X0.322x29x376.39.716x21x278.613.412x16x2011.417.8X0.417x22x288.412.912x16x2011.417.89x12x1515.223.7X0.513x18x2210.516.29.6x12.8x1614.322.37.2x9.6x1219.129.7

3、X0.611x15x1812.619.48.0 x10.7x1317.226.76x8x1022.935.6X0.79x13x1614.722.66.9x9.1x1120.031.25.1x6.9x8.626.741.5X0.759x12x1515.824.26.4x8.5x1121.533.44.8x6.4x8.028.644.5x0.88x11x1416.825.86.0 x8.0 x1022.935.64.5x6.0 x7.530.547.4x0.97.3x9.8x12.218.929.15.3x7.1x8.925.740.14.0 x5.3x6.734.353.4x16.6x8.8x1

4、1.021.032.34.8x6.4x8.028.644.53.6x4.8x6.038.159.3x1.54.4x5.9x7.331.548.53.2x4.3x5.342.966.82.4x3.2x4.057.289.0 x23.3x4.4x5.542.064.62.4x3.2x4.057.289.01.8x2.4x3.076.2119x2.52.6x3.5x4.452.580.81.9x2.6x3.271.51111.4x1.9x2.495.3148x32.2x2.9x3.763.096.91.6x2.1x2.785.81341.2x1.6x2.0114178x3.51.9x2.5x3.17

5、3.51131.4x1.8x2.31001561.0 x1.4x1.7133208x41.7x2.2x2.884.01291.2x1.6x2.01141780.9x1.2x1.5152237x4.51.5x2.0 x2.494.51451.1x1.4x1.81292000.8x1.1x1.3171267x51.3x1.8x2.21051621.0 x1.3x1.61432230.7x1.0 x1.2191297x61.1x1.5x1.81261940.8x1.1x1.31722670.6x0.8x1.0229356x70.94x1.26x1.571472260.69x0.91x1.142003

6、120.51x0.69x0.86267415x80.83x1.10 x1.381682580.60 x0.80 x1.002293560.45x0.60 x0.75305474x90.73x0.98x1.221892910.53x0.71x0.892574010.40 x0.53x0.67343534x100.66x0.88x1.102103230.48x0.64x0.802864450.36x0.48x0.60381593x110.60 x0.80 x1.002313550.44x0.58x0.733154900.33x0.44x0.55419652x12 0.55x0.73x0.92 25

7、2 388 0.40 x0.53x0.67 343 534 0.30 x0.40 x0.5 457 7120五、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（Field of View，FOV）3、DOV 景深（Depthof 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要了解CCD尺寸，首先必须先认识在工程师眼中“1英寸”的定义是什么？业界通用的规范就是1英寸CCD尺寸二长12.8mm X宽9.6m

8、m =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，只要给你该三角形最长一边长度，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CCD Size比例定义了，例如:1/2 CCD的对角线就是1的一半为8mm，面积约为1/4；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1/2.5inch CCD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：七、工业相机传感器尺寸大小：? 感光面积 S

9、S (Sensor1/4：(3.2mmX2.4mm)；Size)1/3：(4.8mmX3.6mm)；1/2：(6.4mmX4.8mm)；2、镜头的主要参数：2/3：(8.8mmX6.6mm)；1：(12.8mmX9.6mm)；焦距 FL (Focal Length)最小物距Dmin (minimumFocal Distance)3、其他参数：视野 FOV (Field of View)像素pixelFOVmin=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.

10、007mm如果精度要求为0.01mm,1pixels=0.007mm0.01mm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。、失真可分为枕形失真和桶形失真，如下图示: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H =偷.主盂HH=电皇点南如屈应尺寸 (vdr(M)C JUiificatlon )监夜器倍率工照相in对悯

11、体摄零.存n监抑矗匕显示时的倍整， 传感样泊尺寸与监祝矗的尺寸的不同.使碍倍率有所不同四、监视放大佳感皆M俑巍计算方法:汪并学僧率=监视器借率例：VS-MS1 + 10X镜头1/2” CCD照相机，14”监视器上的成像盅4罟14”8?.：mm)X 10= 444.5k0.1mm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二解析度3)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 mm中间可以看到黑白线的条数。单位(lp) /mm

12、.七、MTF (Modulation Transfer Function) 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(Working Distance)镜头的镜筒到物体的距离九、O/I (Object to Imager)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。十一、照相机 Mount C-mount: 1 diameter x 32 TPI: FB: 17.526mm CS-mount: 1 diameter x 32 TPI: FB: 12.526mm F-mount: FB:46.5mm M72-Mount: FB 厂家 各有

13、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）/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）大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）二照相机一个画素的尺寸X有劫画素数（V）成像圈照相机十三、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（Focal Length）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=焦距/入射

14、孔径或有劫口径二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）x F# 实效F =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,物体侧折射率n,成像侧的折射率nNA = NA x放大率十八、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越高。Telece

15、ntricity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。允许误差值-NAx光学倍率二十一、景深(DOF)景深(Depth of Field)可以用以下的计算式计算出来：景深二2 x Permissible COC x实效F /光学倍率2二允许误差值/ (NA x光学 倍率)（使用的是 0.04mm 的 Permissible COC）允许误差值x实效F尧学借率窝光学薜概据使用者的不同，权眼也有所不同否允许咫T使用Q.

16、。砌|的直役中心点焦点的位画二十二、通风盘及解析度府射迎限点像的强度分折Airy Disk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Airy Disk。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入/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的镜头波长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1 mm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