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科普|选择工业相机前,你必须知道的专业用语 2020-11-20
科普|选择工业相机前,你必须知道的专业用语
简单解释一下机器视觉领域常用的专业用语:工作距离、物像距离、光圈、对应最大CCD尺寸、接口、视野范围、图像大小、视角、景深的计算、焦距、图像亮度、视野和焦距的计算、畸变、MTF


工作距离及物像距离
工作距离(WD)是指镜头最下端机械面到物体的距离。        
物像距离(O/I)是指物平面到相机芯片间的距离。        
物像距离=工作距离+镜头本体长度+法兰距。        
其中对于常见的C口镜头和相机,法兰距为17.526mm




光圈(Iris) 
用F表示,以镜头焦距f和通光孔径D的比值来衡量。每个镜头上都标有最大F值,例如8mm /F1.4代表最大孔径为5.7毫米。F值越小,光圈越大,F值越大,光圈越小。

对应最大CCD尺寸(Sensor Size) 
镜头成像直径可覆盖的最大CCD芯片尺寸。主要有:1/2″、2/3″、1″和1″以上。

接口(Mount) 
镜头与相机的连接方式。常用的包括C、CS、F、V、T2、Leica、M42x1、M75x0.75等。

视野范围(Field of View,FOV)    
相机实际拍到区域的尺寸。

图像大小

视角
视角是用角度表示在规定的像场中能够摄入的范围。通常是指镜头处于无限远时的角度。焦距相同,若像场大小不同,视角则不同。

景深的计算
对被摄景物聚实焦点时,即使被摄景物是具有立体感的被摄体,在聚实点的前后的一定的范围内看上去焦点都是实的。
这个前后的一定范围就称作景深。这是因为图像的模糊一旦小于一定的大小,看上去焦点就是清晰了的缘故。这个模糊量的大小就称作容许模糊圈。



焦距
焦距是指镜头的后侧主点到成像平面的距离。
随着镜头焦距变化的同时视角也发生变化。焦距越长视角越窄,与之相反,当焦距变短时视角变得更宽广。


影像亮度(Fand T No.)

光阑指数(F)是影像亮度的一个表征。数值越小,亮度越高。通过焦距和镜头的有效直径之比可以求出光阑指数。
光阑指数是假设镜头的透射率为100%时确定的,但实际上不同的镜头透射率不同。这样,光阑指数相同,但影像亮度会有不同。
为了消除这种不便,建立了一个综合考虑光阑指数和光线透射率的系统,即T制光阑。光阑指数(F)与T制光阑的关系如下。

视野和焦距的计算

(1) 视野的计算
在物距为有限的情况下,视野便能通过下述公式计算出来。

 举 例:
若使用1/3英寸摄像机配套8mm焦距镜头,物距为3m时,监视器满屏摄入的水平方向尺寸为:

(2) 焦距的计算
在物距为有限的情况下,焦距便能通过下述公式计算出来。

举 例:
使用1/3英寸摄像机,物距为3m,被摄景物宽2m,若要在监视器水平方向满屏摄入的时,焦距为:

畸变
被摄物体经过镜头拍摄后在成像面上变成弯曲的现象。畸变分为桶型畸变和枕型畸变。

MTF(分解力和调制传递函数)
用比值来表示被摄景物(黑白条纹图形)自身的对比度在像面上被忠实地再现的精度就是MTF。
分解力是指镜头对不同间隔的黑白条图形的再现能力。与之相反,调制传递函数指的是镜头再现黑白条图形的精度。
MTF通常用来表述镜头的性能,被看作是评镜头性能的好办法之一。