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线阵相机选型计算公式 工业相机镜头焦距、工作距离、视野等选型的计算

工业相机镜头焦距、工作距离、视野等选型的计算

一.术语解释

1.工作距离(WD):指镜头前机械端面到被拍物体表面的物理距离。

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2.视场(FOV):也称视野,是指能被视觉系统观察到的物方可视范围大小。

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3.焦距(f):无限远目标的轴上共轭点是工业镜头的(像方)焦点,而此焦点到(像方)主面的距离称为焦距。焦距描述了工业镜头的基本成像规律:在不同物距上,目标的成像位置和成像大小由焦距决定。

(市场上工业镜头焦距一般是12mm, 16mm, 20mm, 25mm, 35mm, 50mm, 75mm)

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4.靶面尺寸:相机传感器对角线尺寸。

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列出常见的相机芯片尺寸对应关系,供参考。

1.1英寸——靶面尺寸为宽12mm*高12mm,对角线17mm

1英寸 ——靶面尺寸为宽12.7mm*高9.6mm,对角线16mm

2/3英寸——靶面尺寸为宽8.8mm*高6.6mm,对角线11mm 

1/1.8英寸——靶面尺寸为宽7.2mm*高5.4mm,对角线9mm

1/2英寸——靶面尺寸为宽6.4mm*高4.8mm,对角线8mm

1/3英寸——靶面尺寸为宽4.8mm*高3.6mm,对角线6mm 

1/4英寸——靶面尺寸为宽3.2mm*高2.4mm,对角线4m

 

5.光学放大倍率:机器视觉行业里提到的镜头光学放大倍率通常是指垂轴      

放大倍率,即像和物的大小之比。

  (在实际工程项目中,通常无需长短边都计算。经验的方法是:若视场接近于正方形或圆形,则取短边计算;若视场为长条形,则取长边计算)

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二.计算公式

(1)焦距f =工作距离(WD) × 靶面尺寸( H or V) /视野范围 FOV( H or V)

(加接圈,相当于增加f, FOV变小)

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(2) 视野范围FOV ( H or V)=工作距离(WD) × 靶面尺寸( H or V) / 焦距f

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(3)视野范围FOV( H or V)= 靶面尺寸( H or V) / 光学倍率

(4)工作距离WD = f(焦距)× 靶面尺寸/视野范围FOV( H or V)

(5)光学倍率 = 靶面尺寸( H or V) /视野范围FOV( H or V)

(H代表相机芯片长边,V代表相机芯片短边)

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例1 已知CCD尺寸长W和宽H,需求视野大小FOV长和FOV宽,计算镜头倍率β?

β长=W/FOV长,β宽= H/FOV宽

 

例2 客户要求测量产品辅料,读码,大小为180mm×120mm,工作距离300mm。请根据客户需要进行选型。

   镜头倍率选择

若选用1/2’芯片,芯片尺寸为6.4X4.8mm的相机,所需焦距为:

f=WD×CCD芯片长/FOV长=300X6.4/180=10.6mm

f=WD×CCD芯片宽/FOV宽=300X4.8/120=12mm

留取余量,根据客户的要求可选择普通FA镜头,可选择是FA f=8mm普通镜头。

 

例3 已知相机尺寸2/3英寸(8.8mm*6.6mm),视场长宽为:10mm*8mm。求镜头的光学放大倍率?

  如用长边计算,放大倍率=8.8mm/10mm=0.88x;

如用短边计算,放大倍率=6.6mm/8mm=0.825x;

取最小倍率0.825x作为待选镜头的光学放大倍率。否则,短边视场将不能满足要求。(若取0.88倍,则短边视场=6.6mm/0.88x=7.5mm

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