机器视觉系统：镜头焦距、放大倍率与视场的计算指南

"这篇资料主要介绍了机器视觉系统中的一些核心概念，包括工业镜头的视场、倍率和焦距，并提供了这些参数之间的计算方法以及不同尺寸传感器对应的光学放大倍率和显示器尺寸的对应关系。" 在机器视觉系统中，工业镜头是至关重要的组件，它决定了系统能够捕捉和解析的图像质量。以下是关于视场、倍率和焦距的详细解释： 1. **焦距**：焦距是指从镜头的光学中心到焦点的距离，通常以毫米为单位。焦距的长短直接影响了镜头的视角大小。短焦距镜头具有大视角，适合拍摄广阔的场景；长焦距镜头视角小，但可以实现远距离的聚焦，压缩空间感。 2. **光学放大倍率**：光学放大倍率是指通过镜头观察物体时，物体在视场中的大小与实际大小的比例。它可以通过以下公式计算：光学放大倍率 = (图像传感器尺寸 / 物体尺寸) × (镜头焦距 / 图像传感器对角线尺寸)。较高的放大倍率意味着能观察到更小的细节，但视角会变得更窄。 3. **视场**：视场是镜头能够清晰成像的区域范围。视场的计算通常涉及镜头焦距、传感器尺寸和工作距离等因素。视场的大小决定了系统能够看到的场景范围。 4. **视野表**：给出的表格显示了不同尺寸的图像传感器（如2/3", 1/2", 1/3"）在特定放大倍率下的视场尺寸。例如，对于2/3"传感器，当放大倍率为0.1时，宽度、长度和对角线的视场分别为66mm、88mm和110mm。随着放大倍率的增加，视场尺寸相应减小。 5. **显示器与放大倍率的关系**：表格还提供了不同尺寸显示器（如9"和14"）与不同传感器尺寸和放大倍率的对应关系，这有助于理解在不同显示设备上图像会如何呈现。 这些知识对于选择和配置机器视觉系统至关重要。设计师需要根据应用需求，如检测精度、工作距离和所需视野等，来合理选择镜头的焦距、放大倍率和传感器尺寸，以确保系统能够有效地执行任务。在实际操作中，还需要考虑其他因素，如光照条件、分辨率、景深和运动模糊等，以优化系统的整体性能。