工業相機各種參數計算方法


工業相機各種參數計算方法

一、工業鏡頭的計算方式

1、WD 物距 工作距離(Work Distance,WD)。

2、FOV 視場 視野(Field of View,FOV)

3、DOV 景深(Depth of Field)。

4、Ho:視野的高度

5、Hi:攝像機有效成像面的高度(Hi來代表傳感器像面的大小)

6、PMAG:鏡頭的放大倍數

7、f:鏡頭的焦距

8、LE:鏡頭像平面的擴充距離

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

二、工業鏡頭光學放大倍率的計算方法

 

光學放大倍數=CCD靶面型號尺寸(V或者H)/視場尺寸(V或者H)=像的尺寸/實際物體的尺寸

三、相機和鏡頭選擇技巧

1、相機的主要參數:

感光面積SS(Sensor Size)

2、鏡頭的主要參數:

焦距FL(Focal Length)

最小物距Dmin(minimum Focal Distance)

3、其他參數:

視野FOV(Field of View)

像素pixel

FOVmin=SS(Dmin/FL)

如:SS=6.4mm,Dmin=8in,FL=12mm pixel=640*480

則:FOVmin=6.4(8/12)=4.23mm 4.23/640=0.007mm

如果精度要求為0.01mm,1pixels=0.007mm<0.01mm

結論:可以達到設想的精度

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

四、工業相機傳感器尺寸大小:(單位: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);

 

 

 

 

 

五、工業鏡頭對應視場范圍的計算方法

 

視場(FOV)=工作距離(WD)*CCD靶面型號尺寸(V或者H)/焦距(f)

六、焦距的計算方法

 

焦距(f)=工作距離(WD)*CCD靶面型號尺寸(V或者H)/視場大小或者物體高度(FOV)

附:常見工業相機傳感器尺寸大小(H水平×V豎直)

1/4″:3.2mm×2.4mm;

1/3″:4.8mm×3.6mm;

1/2″:6.4mm×4.8mm;

2/3″:8.8×6.6mm;

1″:12.8mm×9.6mm

七、CCD相機元件的尺寸

 

 

 八、工業相機計算公式:

分辨率(μm)=0.61(固定值)x0.55(設計波長)÷NA

有效F No=放大倍率/2NA

景深(mm)=2(可接受的模糊圓直徑x有效F No÷放大倍率2)

光通量直徑(φ)=2NAx物體的高度+視野尺寸(角度)

九、工業相機顯示器倍率及綜合倍率的求法:

顯示器倍率=顯示器英寸數x25.4(1英寸)÷CCD相機對角尺寸

綜合倍率=顯示器倍率x光學倍率

例:2x光學倍率鏡頭和1/2'' CCD相機的組合,在14''顯示器上的影像綜合倍率

 綜合倍率=44.45x2=88.9

十、工業相機光學放大率

光學放大率

影像大小相對於物體的放大率

β=y’/y

=b/a

=NA/NA’

=CCD相機元素尺寸/視場實際尺寸

電子放大率

電子放大率是用相機拍照成像在CCD上的像呈現在顯示器的放大倍數

顯示器放大率

顯示器放大率是被拍物體通過鏡頭成像顯示在顯示器上的放大倍數

顯示器放大率=(光學放大率)×(電子放大率)

例子:光學放大率=0. 2X, CCD大小1/2(對角線長8mm),顯示器14〃

電子放大率=14×25.4/8=44.45(倍)

顯示器放大率=0.2×44.45=8.89(倍) (1寸=25.4mm)

視場

視場是鏡頭與CCD相機連接時物體可被看見的范圍大小

視場的大小是:(CCD格式大小)/(光學放大率)

例子:光學放大率=0.2X,CCD1/2〃(4.8mm長,6.4mm寬)

視場大小 :長=4.8/0.2=24(mm)

寬=6.4/0.2=32(mm)


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