机器视觉工业镜头计算方法.doc

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（WorkDistance，WD）。2、FOV视场视野（FieldofView，FOV）3、DOV景深（DepthofField）。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SS（SensorSize）2、镜头的主要参数:焦距FL（FocalLength）最小物距Dmin（minimumFocalDistance）3、其他参数:视野FOV（FieldofView）像素pixelFOVmin=SS（Dmin/FL）如：SS=6.4mm，Dmin=8in，FL=12mmpixel=640*480则：FOVmin=6.4（8/12）=4.23mm4.23/640=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）
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)；四、CCD相机元件的尺寸

型号高度比长度（mm）宽度（mm）对角线（mm）1/6"4:31.732.32.8781/4"4:32.43.241/3"4:33.64.861/2"4:34.86.481/1.8"4:35.37.28.92/3"4:36.68.8111"4:39.612.8164/3"4:313.51822.5五、线阵传感器尺寸（单位：mm）
61.457.43.528.620.4810.24六、公式：
分辨率（μm)=0.61（固定值）x0.55（设计波长）÷NA有效FNo=放大倍率/2NA景深(mm)=2(可接受的模糊圆直径x有效FNo÷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
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）

工业镜头基本参数（一）
2009年3月25日艾菲特光电
工业镜头相当于人眼的晶状体，如果没有晶状体，人眼看不到任何物体；如果没有镜头，那么摄像头所输出的图像；就是白茫茫的一片，没有清晰的图像输出，这与我们家用摄像机和照相机的原理是一致的。
当人眼的肌肉无法将晶状体拉伸至正常位置时，也就是人们常说的近视眼，眼前的景物就变得模糊不清；摄像头与镜头的配合也有类似现象，当图像变得不清楚时，可以调整摄像头的后焦点，改变CCD芯片与工业镜头基准面的距离(相当于调整人眼晶状体的位置)，可以将模糊的图像变得清晰。
由此可见，镜头在闭路监控系统中的作用是非常重要的。工程设计人员和施工人员都要经常与镜头打交道：设计人员要根据物距、成像大小计算镜头焦距，施工人员经常进行现场调试，其中一部分就是把镜头调整到最佳状态。
一．工业镜头的安装尺寸，接口所有的摄象机镜头均是螺纹口的，CCD摄象机的镜头安装有两种工业标准，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。CS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CS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