机器视觉术语理解（WD,LWD,FOV,光学放大倍率，芯片尺寸、选型公式）（by shany shang）
镜头工作距离（WD）
一般是指 镜头物方端面 到 被拍摄物体表面 的物理距离。
光源工作距离（LWD）
一般是指 光源物方端面 到 被照射物体表面 的物理距离。
视场（FOV）
也称视野,是指能被视觉系统观察到的物方可视范围大小
对于镜头而言，可观察到的视场跟镜头放大倍率及相机芯片选择有关。因此通常建议根据被观察物体的尺寸，先确定所需的视场，再确定相机芯片尺寸及镜头放大倍率。在实际工程项目中，考虑到机械误差等问题，视场通常要大于待观测物体的实际尺寸，以确保在机械误差的范围内，物体始终位于视觉系统的可视范围内。
光学放大倍率
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：
光学放大倍率=感光芯片长边/视野长边
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/10mm=0.88x；
如用短边计算，放大倍率=6.6mm/8mm=0.825x；
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/0.88x=7.5mm<8mm）。
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/ 8mm=44.45x.
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*44.5x=8.89x。
相机芯片尺寸
在前面描述放大倍率和镜头像面尺寸时都涉及到相机芯片尺寸。通常相机厂商是以英寸的形式表示的，但在实际计算时，需要换算成各边以毫米为单位的计量方式。
但有经验的朋友会发现，对于相机芯片尺寸而言，1 inch≠ 25.4mm，而有其特有的换算关系。为方便广大机器视觉从业者进行计算，在此列出常见的相机芯片尺寸对应关系，供参考。
|
芯片种类 |
长宽比 |
长边(mm) |
短边(mm) |
对角线(mm) |
|
1/6" |
4:3 |
2.3 |
1.73 |
2.878 |
|
1/4" |
4:3 |
3.2 |
2.4 |
4 |
|
1/3" |
4:3 |
4.8 |
3.6 |
6 |
|
1/2.5" |
4:3 |
5.76 |
4.29 |
10.16 |
|
1/2" |
4:3 |
6.4 |
4.8 |
8 |
|
1/1.8" |
4:3 |
7.2 |
5.3 |
8.9 |
|
2/3" |
4:3 |
8.8 |
6.6 |
11 |
|
CMV2000 |
11.26 |
5.98 |
12.8 |
|
|
1" |
4:3 |
12.8 |
9.6 |
16 |
|
4/3" |
4:3 |
18 |
13.5 |
22.5 |
|
29M相机 |
36.2 |
24.1 |
43.5 |
当然，随着相机芯片的发展，越来越多芯片种类出现。最准确的芯片尺寸计算方法是：相机像素颗数x像素尺寸=芯片尺寸。如某相机分辨率为5120x5120, 像素尺寸为4.5µmx4.5µm, 则芯片为正方形，边长=5120x4.5µm=23040µm=23.04mm。
面阵相机、镜头选型计算公式
光学放大倍率 = 相机芯片长度 / 视野长边 = 焦距f / 工作距离WD
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