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）