机器视觉工业镜头计算方法

机器视觉工业镜头计算方法(一)

2012 年8 月1 日艾菲特光电

一、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

二、相机和镜头选择技巧

1、相机的主要参数 : 感光面积 S(S 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

三、工业相机传感器尺寸大小：(单位： mm)

景深（mm）=2（可接受的模糊圆直径 x有效F No÷放大倍率 2）光通量直径（φ）=2NAx物体的高度 +视野尺寸（角度）七、显示器倍率及综合倍率的求法：显示器倍率 =显示器英寸数 x25.4 （1 英寸）÷ CCD相机对角尺寸

综合倍率 =显示器倍率 x 光学倍率

例： 2x光学倍率镜头和 1/2'' CCD 相机的组合，在 14'' 显示器上的影像综合倍率

综合倍率 =44.45x2=88.9

八、光学放大率

准，即 C 安装座和 CS安装座。两者螺纹部分相同，但两者从镜头到感光表面的距离不同。 ?

C安装座：从镜头安装基准面到焦点的距离是 17． 526mm。?

C S 安装座：特种 C 安装，此时应将摄象机前部的垫圈取下再安装镜头。其镜头安装基准面到焦点的距离是 12．5mm。如果要将一个 C 安装座镜头安装到一个 C S 安装座摄象机上时，则需要加装一个 5mm厚的接圈。

二．镜头的尺寸 ?

以摄象机镜头尺寸分镜头可以分为 1 英寸、 2／3 英寸、 1／2 英寸、 1／3 英寸、 1／4 英寸、 1／5 英寸等规格，下面是一个简单的芯片尺寸规格表：

摄像机镜头规格应视摄象机的 C C D 尺寸而定，两者应相对应。大概：

★ 摄像机的 C C D 靶面大小为 1／2 英寸时，镜头应选 1／2 英寸。 ?

★ 摄像机的 C CD靶面大小为 1／3 英寸时，镜头应选 1／3 英寸。 ?

★ 摄像机的 C C D 靶面大小为 1／ 4 英寸时，镜头应选 1／ 4 英寸。

如果镜头尺寸比摄像机 C C D靶面尺寸大时，将使图像视野比镜头视野小，

自动光圈工业镜头又有两类：一类是将一个视频信号及电源从摄像机输送到透镜来控制镜头上的光圈，镜头本身包含放大器电路，用以将摄像头传来的视频幅度信号转换成对光圈马达的控制，这称为视频（VIDEO）驱动型；另一类则利用摄像机上的直流电压来直接控制光圈，称为直流（DC）驱动型，这种镜头只包含电流计式光圈马达，要求摄像头内有放大器电路。 ? 对于各类自动光圈工业镜头，通常还有两项可调整旋钮，一是ALC调节（测光调节），有以峰值测光和根据目标发光条件平均测光两种选择，一般取平均测光档；另一个是LEVEL调节（灵敏度），可将输出图像变得明亮或者暗淡。

工业镜头基本参数（二）

2009年3月 28日艾菲特光电

四．工业镜头的视角，焦距 ?

焦距的大小决定着视场角的大小，焦距数值小，视场角大，所观察的范围也大，但距离远的物体分辨不很清楚；焦距数值大，视场角小，观察范围小，只要焦距选择合适，即便距离很远的物体也可以看得清清楚楚。由于焦距和视场角是一一对应的，一个确定的焦距就意味着一个确定的视场角，所以在选择镜头焦距时，应该充分考虑是观测细节重要，还是有一个大的观测范围重要，