光学成像图及光的波长及辐射图:
首先,要确定工业相机的接口、靶面尺寸和分辨率大小。打比方是2/3" 工业相机,C接口,5百万像素;那么我们可以先确定需要的工业镜头是C接口,最少支持2/3", 5百万像素以上,或者线对在160LP.
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。
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。
