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【干货】机器视觉光学基础—放大率 ,视场角

【干货】机器视觉光学基础—放大率 ,视场角 本文将给大家讲解放大率和视场角这两个基础概念。一、放大率机器视觉行业里提到的镜头光学放大倍率通常是指垂轴放大倍率即像和物的大小之比计算方法如下可见光学放大倍率和所选相机芯片及所需视场相关。如已知相机芯片为2/3英寸8.8mm*6.6mm),视场长宽为10mm* 8mm。如用长边计算放大倍率 8.8mm/10mm0.88x如用短边计算放大倍率 6.6mm/8mm0.825x此时应取小的倍率0.825x 作为待选镜头的光学放大倍率。否则短边视场将不能满足要求。若取0.88倍则短边视场 6.6mm/0.88x7.5mm8mm。在实际工程项目中通常无需长短边都计算。经验的方法是若视场接近于正方形或圆形则取短边计算若视场为长条形则取长边计算。另外您还可能听到过电子放大倍率和显示器放大倍率两个名词。他们与光学放大倍率相关却不相同但三者常被混淆故在此说明。电子放大倍率是指当相机上的图片显示在屏幕上时的图像放大倍数。如相机芯片是1/2英寸对角线为8mm,显示屏是14英寸则电子放大倍率 14*25.4mm/ 8mm44.45x.显示器放大倍率是指通过镜头在显示器上呈现的物体的放大倍率。如已指镜头光学放大倍率为0.2x, 相机及显示器的电子放大倍率是44.5x, 则显示器放大倍率光学放大倍率*电子放大倍率0.2x*44.5x8.89x。二、视场角视场角 英文 fieldangle; angle of view; field angle; 又称视场在光学工程中视场角又可用FOV表示其与焦距的关系如下h f*tan\[Theta]像高 EFL*tan (半FOV)EFL为焦距FOV为视场角定义1、视场角定义视场角即FOV是衡量照相系统拍摄范围能力的标准。由上述公式所知视场角随着像高的增大而增大随着焦距的增加而减小。该公式仅适用畸变较小的情况其中h是像高f是镜头焦距1在光学仪器中以光学仪器的镜头为顶点以被测目标的物像可通过镜头的最大范围的两条边缘构成的夹角称为视场角。视场角的大小决定了光学仪器的视野范围视场角越大视野就越大光学倍率就越小。通俗地说目标物体超过这个角就不会被收在镜头里。2在显示系统中视场角就是显示器边缘与观察点眼睛连线的夹角。例如在图二中AOB角就是水平视场角BOC就是垂直视场角。2、视场角与焦距的关系焦距越短视场角越大放大倍率越小拍摄范围越大拍摄画面中的人越小。反之视场角越小放大倍率越大拍摄画面中人越大。注1/3CCD对角线为6mm3、不同视场角镜头效果对比下图是88度视场角镜头和60度视场角镜头效果对比明显可以看出88度视场角镜头拍摄范围更大。4、不同视场角镜头的实际应用一颗85度广角镜头和一颗35度长焦镜头组成的双摄像头模组可以通过双摄模组间的镜头进行切换实现2X以上的光学变焦功能。视场角分类视场角分物方视场角和像方视场角。一般光学设备的使用者关心的是物方视场角。对于大多数光学仪器,视场角的度量都是以成像物的直径作为视场角计算的。如望远镜、显微镜等。而对于照相机、摄像机类的光学设备由于其感光面是矩形的因此常以矩形感光面对角线的成像物直径计算视场角。也可以使用度量的方法获得视场角参数。度量一般使用广角平行光管因其形似漏斗俗称漏斗仪。测量方法如图二。在被测镜头的一端查看广角平行光管底部玻璃平面上的刻度读取其角度值其最大刻度值即为该被测光学仪器的视场角。被测镜头可能因焦距不同导致肉眼不能观测到刻度。可加入一片焦距适当的凸透镜作为辅助镜片察看测量结果。测量时应沿光轴方向前后移动被测镜头直至观测的角度最大即为该被测镜头的视场角。相机的测量方法同上相机测量时可察看取景窗因数码相机的液晶屏分辨率较低可查看相机所拍之照片。视场角与焦距的关系一般情况下视场角越大焦距就越短。以下列举几个实例长焦距镜头视场角窄于40°例如镜头焦距2.5 mm视场角为 45°左右。镜头焦距5.0 mm视场角为 23°左右。镜头焦距7.5 mm视场角为 14°左右。镜头焦距10 mm视场角为 12°左右。镜头焦距15 mm视场角为 8°左右。按视场角将镜头分类标准镜头视角45度左右使用范围较广远摄镜头视角40度以内可在远距离情况下拍摄广角镜头视角60度以上观察范围较大近处图像有变形。结束语:我们一起学习阅读其过程中更进一步声明部分内容来自于网络如有侵权请联系我方核实修改。
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