工业相机 镜头 焦距 视野 计算相关 |
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光学成像图及光的波长及辐射图:
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(f)。其计算公式为: 焦距f = WD × 靶面尺寸( H or V) / FOV( H or V) 视场FOV ( H or V) = WD × 靶面尺寸( H or V) / 焦距f //加接圈,相当于增加f, FOV变小 视场FOV( H or V) = 靶面尺寸( H or V) / 光学倍率 工作距离WD = f(焦距)× 靶面尺寸/FOV( H or V) 光学倍率 = 靶面尺寸( H or V) / FOV( H or V) 打比方视野是100*100mm, WD.是500mm; 那么我们先从工作距离确定工业镜头的焦距要在50mm以下(工业镜头的命名方式PMS-5018M, 前面字母表示POMEAS品牌,50表示焦距50mm, 18表示最大光圈值),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" 则需要25mm焦距的工业镜头,或者更小....以此类推。 在工业镜头选型过程中,为了方便各位朋友计算工业镜头参数,现提供靶面尺寸表供参考。 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4mm SENSOR在计算尺寸时,不是按简单的长度换算单位计算的(长度换算是:1英寸=25.4mm),而是按1英寸=16mm算的。 (1)、镜头光圈:光圈越大,景深越小;光圈越小,景深越大; (2)、镜头焦距:镜头焦距越长,景深越小;焦距越短,景深越大; (3)、拍摄距离:距离越远,景深越大;距离越近,景深越小。
远心镜头选型: 1,首先先算光学倍率: 芯片尺寸(W 或 H)/视野(宽或长); 2,查找满足的远心镜头型号,其中工作距离WD不能调。
镜头的成像距离与视场大小 表一: 百万像素镜头:12mm 靶面尺寸2/3” 相机:BASLER ACA1300-60GC(1280*1024) 靶面尺寸1/1.8” 工作距离(cm) 视场X轴(cm) 视场Y轴(cm) 15(最小) 10 8 20 12 9.7 25 15 12 30 17.5 14 35 20.5 16.5 40 23 20 45 26 21 50 29 23.5 55 32 25.5 60 34.5 28 65 37 30 表二: 百万像素镜头:16mm 靶面尺寸2/3” 相机:BASLER ACA1300-60GC(1280*1024) 靶面尺寸1/1.8” 工作距离(cm) 视场X轴(cm) 视场Y轴(cm) 25(最小) 11.2 9 30 13 10.5 35 15.5 12.3 40 17.5 14 45 20 15.5 50 23 17.5 55 24 19 60 25.5 20.5 65 28 22.5 表三: 百万像素镜头:12mm 靶面尺寸2/3” 相机:ACA2500-14GC(2590*1942) 靶面尺寸1/2.5” 工作距离(cm) 视场X轴(cm) 视场Y轴(cm) 15(最小) 8.1 5.7 20 10 7.7 25 12.5 9.5 30 15 11.5 35 17.5 13.2 40 19.8 15 45 22 16.5 50 24.5 18.5 55 27 20.5 60 29 22 65 31.5 23.5 表四: 百万像素镜头:16mm 靶面尺寸2/3” 相机:ACA2500-14GC(2590*1942) 靶面尺寸1/2.5” 工作距离(cm) 视场X轴(cm) 视场Y轴(cm) 25(最小) 10 7 30 11.5 8.5 35 13 10 40 15 11 45 16.5 12.5 50 18.5 14 55 20 15 60 22 16.5 65 23.5 18 表五: 百万像素镜头:25mm 工作尺寸2/3” 相机:BASLER ACA2500-14GC(2590*1942) 靶面尺寸1/2.5” 工作距离(cm) 视场X轴(cm) 视场Y轴(cm) 30(最小) 7 5.3 35 8.3 6 40 9.5 7 45 10.5 7.8 50 11.5 8.7 55 12.8 9.5 60 14 10.5 65 15 11.3 表六: 百万像素镜头:50mm 靶面尺寸2/3” 相机:BASLER ACA2500-14GC(2590*1942) 靶面尺寸1/2.5” 工作距离(cm) 视场X轴(cm) 视场Y轴(cm) 47(最小) 5.3 4 50 5.6 4.3 55 6.2 4.9 60 6.8 5.1 64 7.8 5.5 备注: 1,如果镜头的靶面尺寸小于相机的靶面尺寸,那么各工作距离的视场范围只与镜头有关,与用什么相机无关, 2,如果镜头的靶面尺寸大于相机的靶面尺寸,那么各工作距离的视场范围只与相机有关,相机的靶面尺寸变了,视场大小就变。 3,加接圈可以缩小镜头的工作距离,但是会缩小视野。 说明:关于镜头和相机的选择实际还有好多因素如景深、畸变、接口等等,这里只对视场大小和相机分辨率这两个重要因素进行了分析。其它要素选择详见镜头和相机样本。
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