机器视觉：工业镜头的视场、倍率与焦距解析

"本文详细介绍了工业镜头中视场、倍率和焦距之间的关系，以及如何进行相关的计算。通过具体的示例，展示了如何计算相机镜头到物体的距离、光学放大倍率以及视场尺寸。此外，还提供了一张视野表，列出了不同光学放大倍率下2/3"、1/2"和1/3"靶面尺寸相机在9"和14"显示器上的视野范围。" 在机器视觉领域，工业镜头是至关重要的组件，它决定了系统的成像质量和应用性能。了解并掌握视场、倍率和焦距的概念及它们之间的相互关系是设计和选择合适镜头的关键。 1. **焦距**： - 焦距是镜头内部光学元件与成像平面（相机的传感器）之间的距离，通常以毫米为单位。焦距决定了相机能够捕捉到的场景范围，更短的焦距对应更广阔的视场，而更长的焦距则提供更窄但更远的视野。 - 在例子中，宝马汽车玻璃成像时，使用了焦距为50mm的镜头。根据提供的信息，可以计算出相机到玻璃板的距离（物距）。 2. **光学放大倍率**： - 放大倍率是指镜头将实际物体尺寸放大了多少倍。它等于镜头焦距除以相机靶面上的像元尺寸与实际物体尺寸的比值。在半导体晶片成像的例子中，0.5倍远心镜头意味着图像的大小是物体大小的一半。 - 计算放大倍率的公式为：放大倍率 = 物体尺寸 / （靶面宽度 × 像元尺寸） 3. **视场**： - 视场是镜头能够清晰成像的区域，它是相机可以看到的场景的宽度和高度。视场的计算涉及到镜头焦距、相机靶面尺寸和所需的放大倍率。 - 计算视场的公式通常基于镜头的焦距、相机靶面尺寸以及所需观察的物体尺寸。 4. **视野表**： - 提供的视野表给出了不同靶面尺寸（如2/3"、1/2"、1/3"）的相机，在不同光学放大倍率下，与9"和14"显示器配合时的视野范围。这对于预估系统在特定显示器上显示的图像大小非常有帮助。 理解这些概念对于优化机器视觉系统至关重要，例如在检测、测量或定位任务中，需要精确控制视场大小以适应不同的应用场景。正确的镜头选择可以确保图像质量和检测精度，从而提高整个机器视觉系统的效能。