工业相机镜头焦距视野 计算相关

    xiaoxiao2022-07-04  315

     

     

        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。

     

     

    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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