ccd工業(yè)相機(jī)選型步驟

隨著自動(dòng)化的日益劇增,CCD相機(jī)、鏡頭倍率被提上日程，許多小伙伴們開(kāi)始被客戶問(wèn)到這個(gè)問(wèn)題，大部分無(wú)法很好的回答客戶的問(wèn)題，形成CCD相機(jī)、鏡頭倍率如神一般的存在。相信很多小伙伴們都查閱了各大網(wǎng)站和資料，看起來(lái)算法很麻煩的樣子。可能是基于這個(gè)英寸轉(zhuǎn)換問(wèn)題和對(duì)自動(dòng)化領(lǐng)域相對(duì)陌生的原因吧。今天，測(cè)量攻城獅擠出一點(diǎn)時(shí)間和大家分享一下CCD相機(jī)、鏡頭倍率的算法，讓大家都可以說(shuō)出個(gè)一二。認(rèn)識(shí)CCD結(jié)構(gòu)：CCD相機(jī)+鏡頭尊ower屮涔蜒找II相機(jī)+鏡頭尊ower屮涔蜒找II(KtlrHElEIT⑺ren攝煙叱遺購(gòu)＞(①卑國(guó)連喪變強(qiáng)硬頭⑺枉動(dòng)瀏畳臺(tái)板懣期t3疸柱〔可誨卑恤衛(wèi)14奐'1-14^25.47355.610101D—■叱［|f?CCD相機(jī)CCD芯片靶面尺寸單位是：mm1/4^2th'41/3"1/22/3"1/4^2th'41/3"1/22/3"品示敢大倍率品示敢大倍率=給頭光學(xué)倍率平毗示器尺寸T25.4/r面對(duì)律塊尺寸相機(jī)靶面型號(hào)靶而對(duì)角線(mm)顯示器尺寸〔對(duì)克蜒”英寸)寸.14"15'18"2D'27"1/41'457A5XS8.90X95.25X11430X127.00X17L.45K1/3^638.10X59.27X63.50X76.ZDX84.67K11430K1/2"S28.S8X44.45X47.G3X57.15XG3.50X85.75K如上圖，假設(shè)靶面尺寸是1/4”型號(hào)，則靶面對(duì)角線是4mm,目鏡鏡頭光學(xué)放大倍率是0.5X，顯示器尺寸為14英寸。則顯示放大倍率=0.5*14*25.4/4=44.45X假設(shè)物鏡放大到3X，那么放大倍率=44.45*3=133.35XCCD專業(yè)名詞及型號(hào)選擇：首先，要確定工業(yè)相機(jī)的接口、靶面尺寸和分辨率大小。打比方是2/3"工業(yè)相機(jī)，C接口，500萬(wàn)像素；那么我們可以先確定需要的工業(yè)鏡頭是C接口，最少支持2/3",500萬(wàn)像素以上。其次，確定所要達(dá)到的視野范圍(FOV)和工作距離(WD)，然后根據(jù)這兩個(gè)要求和已知的靶面尺寸計(jì)算出工業(yè)鏡頭的焦距⑴。其計(jì)算公式為：焦距f二工作距離(WD)x靶面尺寸(HorV)/視野范圍FOV(HorV)視野范圍FOV(HorV)二工作距離(WD)x靶面尺寸(HorV)/焦距f視野范圍FOV(HorV)二靶面尺寸(HorV)/光學(xué)倍率工作距離WD=f(焦距)x靶面尺寸/視野范圍FOV(HorV)光學(xué)倍率二靶面尺寸(HorV)/視野范圍FOV(HorV)(H代表CCD靶面水平寬度，V代表CCD靶面垂直高度)。

打比方視野是100*100mm,WD是500mm,先從工作距離確定工業(yè)鏡頭的焦距要在50mm以下，市場(chǎng)上工業(yè)鏡頭焦距一般是12mm,16mm,20mm,25mm,35mm,50mm,75mm。再結(jié)合相機(jī)靶面的大小來(lái)確定是哪個(gè)型號(hào)，工業(yè)鏡頭的焦距越小，視場(chǎng)角就越大，視野也就相應(yīng)的更大。如果靶面為2/3"可以選擇35mm焦距的工業(yè)鏡頭；靶面1/2"貝懦要25mm焦距的工業(yè)鏡頭，或者更小，以此類推。例如：CCD2/3"（長(zhǎng)8.8mmx6.6mm），視場(chǎng)范圍（長(zhǎng)64mmx48mm）光學(xué)放大倍率=8.8/64=6.6/48=0.1375工業(yè)相機(jī)與鏡頭分辨率匹配關(guān)系。鏡頭的成像質(zhì)量有它自己的一系列衡量指標(biāo)，一般來(lái)說(shuō)，相機(jī)的成像質(zhì)量要和鏡頭的成像質(zhì)量相對(duì)應(yīng)，差異不能太大。鏡頭再好，機(jī)身傳感器的分辨率上不去，其優(yōu)質(zhì)的取景能力也表現(xiàn)不出來(lái);機(jī)身畫(huà)幅和分辨率再高，鏡頭畫(huà)質(zhì)不給力，也捕獲不到優(yōu)秀的畫(huà)質(zhì)。一般在對(duì)工業(yè)相機(jī)與鏡頭選型時(shí)，在分辨率匹配方面，為了方便記憶鏡頭與相機(jī)的匹配關(guān)系，人們常采用對(duì)應(yīng)相機(jī)的分辨率來(lái)命名鏡頭。這種命名方式其實(shí)并不科學(xué)，同時(shí)給新接觸視覺(jué)系統(tǒng)的人帶來(lái)了很多誤解，經(jīng)常會(huì)機(jī)械的套用百萬(wàn)像素分辨率相機(jī)對(duì)應(yīng)百萬(wàn)像素鏡頭，200萬(wàn)像素分辨率相機(jī)對(duì)應(yīng)200萬(wàn)像素鏡頭，而500萬(wàn)像素分辨率相機(jī)貝對(duì)應(yīng)500像素鏡頭。其實(shí)鏡頭與相機(jī)對(duì)應(yīng)的并不是相機(jī)自身的像素分辨率（像素?cái)?shù)），而是各自的極限空間分辨率（即傳遞函數(shù)MTF（MODULATIONTransferFunction對(duì)應(yīng)的空間截止頻率）。（注：鏡頭的分辨率扌旨1mm內(nèi)可以分辨的黑白對(duì)數(shù)，鏡頭的性能主要靠MTF曲線來(lái)判斷，越是平緩變化的曲線性能越好）MTF^表鏡頭的選型實(shí)例（已定相機(jī)選擇鏡頭）已知客戶的鏡頭的尺寸是1/3,接口是CS接口，視野大小為12*10mm要求精度為0.02mm,則應(yīng)該選用多大分辨率相機(jī)？計(jì)算方法：（12/0.02）*（10/0.02）=30萬(wàn)像素，旦是如果是缺陷檢測(cè)通常不會(huì)只用一個(gè)像素表示一個(gè)精度，而是乘以3-4倍，即30*4=120萬(wàn)像素。最低不少于120萬(wàn)像素。已知客戶要求的系統(tǒng)分辨率為0.06mm,像元（相機(jī)像素尺寸）大小為4.7um,工作距離大于100mm,光源采用白色LED燈，那么需要多少焦距的鏡頭？計(jì)算方法：1） 客戶如果沒(méi)有變焦要求，選擇定焦鏡頭就可以2） 如果帶有測(cè)量功能的盡量用畸變小的鏡頭或者遠(yuǎn)心鏡頭3） 焦距計(jì)算成像放大倍率M=4.7/（0.06*1000）f=L*M/（M+1）（注意：鏡頭的成像像面要大于等于CCD尺寸，鏡頭的接口和相機(jī)配合）工業(yè)相機(jī)傳感器尺寸大小F=2.8mm鏡頭，拍攝距離為1~4米，拍攝角度為115°F=3.6mm拍攝距離為2~6米拍攝角度93°F=6mm拍攝距離為3~15米拍攝角度為53°F=8mm拍攝距離為4~20米拍攝角度為40°F=12mm拍攝距離為5~25米拍攝角度為25°F=16mm拍攝距離為5~30米拍攝角度為20°F=25mm拍攝距離為20~80米拍攝角度為15°計(jì)算工業(yè)鏡頭視場(chǎng)范圍：視場(chǎng)的大小=（CCD格式大小）/（光學(xué)放大倍率）

例如:光學(xué)放大倍率二0.8X,CCD1/2〃〃（長(zhǎng)4.8mmx寬6.4mm）視場(chǎng)大小:長(zhǎng)二4.8/0.8二6(mm),寬二6.4/0.8二8(mm)。鏡頭計(jì)算公式，Y=f*taney:像的大小f: