ccd工业相机选型步骤

随着自动化的日益剧增,CCD相机、镜头倍率被提上日程，许多小伙伴们开始被客户问到这个问题，大部分无法很好的回答客户的问题，形成CCD相机、镜头倍率如神一般的存在。相信很多小伙伴们都查阅了各大网站和资料，看起来算法很麻烦的样子。可能是基于这个英寸转换问题和对自动化领域相对陌生的原因吧。今天，测量攻城狮挤出一点时间和大家分享一下CCD相机、镜头倍率的算法，让大家都可以说出个一二。认识CCD结构：CCD相机+镜头尊ower屮涔蜒找II相机+镜头尊ower屮涔蜒找II(KtlrHElEIT⑺ren摄煙叱遗购＞(①卑国连喪变強硬头⑺枉动浏畳台板懑期t3疸柱〔可诲卑恤卫14奂'1-14^25.47355.610101D—■叱［|f»CCD相机CCD芯片靶面尺寸单位是：mm1/4^2th'41/3"1/22/3"1/4^2th'41/3"1/22/3"品示敢大倍率品示敢大倍率=給头光学倍率平毗示器尺寸T25.4/r面对律块尺寸相机靶面型号靶而对角线(mm)显示器尺寸〔对克蜒”英寸)寸.14"15'18"2D'27"1/41'457A5XS8.90X95.25X11430X127.00X17L.45K1/3^638.10X59.27X63.50X76.ZDX84.67K11430K1/2"S28.S8X44.45X47.G3X57.15XG3.50X85.75K如上图，假设靶面尺寸是1/4”型号，则靶面对角线是4mm,目镜镜头光学放大倍率是0.5X，显示器尺寸为14英寸。则显示放大倍率=0.5*14*25.4/4=44.45X假设物镜放大到3X，那么放大倍率=44.45*3=133.35XCCD专业名词及型号选择：首先，要确定工业相机的接口、靶面尺寸和分辨率大小。打比方是2/3"工业相机，C接口，500万像素；那么我们可以先确定需要的工业镜头是C接口，最少支持2/3",500万像素以上。其次，确定所要达到的视野范围(FOV)和工作距离(WD)，然后根据这两个要求和已知的靶面尺寸计算出工业镜头的焦距⑴。其计算公式为：焦距f二工作距离(WD)x靶面尺寸(HorV)/视野范围FOV(HorV)视野范围FOV(HorV)二工作距离(WD)x靶面尺寸(HorV)/焦距f视野范围FOV(HorV)二靶面尺寸(HorV)/光学倍率工作距离WD=f(焦距)x靶面尺寸/视野范围FOV(HorV)光学倍率二靶面尺寸(HorV)/视野范围FOV(HorV)(H代表CCD靶面水平宽度，V代表CCD靶面垂直高度)。

打比方视野是100*100mm,WD是500mm,先从工作距离确定工业镜头的焦距要在50mm以下，市场上工业镜头焦距一般是12mm,16mm,20mm,25mm,35mm,50mm,75mm。再结合相机靶面的大小来确定是哪个型号，工业镜头的焦距越小，视场角就越大，视野也就相应的更大。如果靶面为2/3"可以选择35mm焦距的工业镜头；靶面1/2"贝懦要25mm焦距的工业镜头，或者更小，以此类推。例如：CCD2/3"（长8.8mmx6.6mm），视场范围（长64mmx48mm）光学放大倍率=8.8/64=6.6/48=0.1375工业相机与镜头分辨率匹配关系。镜头的成像质量有它自己的一系列衡量指标，一般来说，相机的成像质量要和镜头的成像质量相对应，差异不能太大。镜头再好，机身传感器的分辨率上不去，其优质的取景能力也表现不出来;机身画幅和分辨率再高，镜头画质不给力，也捕获不到优秀的画质。一般在对工业相机与镜头选型时，在分辨率匹配方面，为了方便记忆镜头与相机的匹配关系，人们常采用对应相机的分辨率来命名镜头。这种命名方式其实并不科学，同时给新接触视觉系统的人带来了很多误解，经常会机械的套用百万像素分辨率相机对应百万像素镜头，200万像素分辨率相机对应200万像素镜头，而500万像素分辨率相机贝对应500像素镜头。其实镜头与相机对应的并不是相机自身的像素分辨率（像素数），而是各自的极限空间分辨率（即传递函数MTF（MODULATIONTransferFunction对应的空间截止频率）。（注：镜头的分辨率扌旨1mm内可以分辨的黑白对数，镜头的性能主要靠MTF曲线来判断，越是平缓变化的曲线性能越好）MTF^表镜头的选型实例（已定相机选择镜头）已知客户的镜头的尺寸是1/3,接口是CS接口，视野大小为12*10mm要求精度为0.02mm,则应该选用多大分辨率相机？计算方法：（12/0.02）*（10/0.02）=30万像素，旦是如果是缺陷检测通常不会只用一个像素表示一个精度，而是乘以3-4倍，即30*4=120万像素。最低不少于120万像素。已知客户要求的系统分辨率为0.06mm,像元（相机像素尺寸）大小为4.7um,工作距离大于100mm,光源采用白色LED灯，那么需要多少焦距的镜头？计算方法：1） 客户如果没有变焦要求，选择定焦镜头就可以2） 如果带有测量功能的尽量用畸变小的镜头或者远心镜头3） 焦距计算成像放大倍率M=4.7/（0.06*1000）f=L*M/（M+1）（注意：镜头的成像像面要大于等于CCD尺寸，镜头的接口和相机配合）工业相机传感器尺寸大小F=2.8mm镜头，拍摄距离为1~4米，拍摄角度为115°F=3.6mm拍摄距离为2~6米拍摄角度93°F=6mm拍摄距离为3~15米拍摄角度为53°F=8mm拍摄距离为4~20米拍摄角度为40°F=12mm拍摄距离为5~25米拍摄角度为25°F=16mm拍摄距离为5~30米拍摄角度为20°F=25mm拍摄距离为20~80米拍摄角度为15°计算工业镜头视场范围：视场的大小=（CCD格式大小）/（光学放大倍率）

例如:光学放大倍率二0.8X,CCD1/2〃〃（长4.8mmx宽6.4mm）视场大小:长二4.8/0.8二6(mm),宽二6.4/0.8二8(mm)。镜头计算公式，Y=f*taney:像的大小f: