工業相機FOV(Field of View)計算方法

工業的機器視覺

在工業相關應用的機器視覺，以2D面掃相機(Area Scan)來說最常見為Basler大宗，另外也有IDS、Imperx、Dynacolor、Hikvision…等大廠。

相機&鏡頭

工業鏡頭通常為C-Mount，並會有兩種標示方法，一種會在鏡頭上標示倍率(magnification)，不可改變對焦位置，如0.5X、2.0X；另一種則會標示焦距(focal length)，如14mm、35mm、55mm，則是可以改變對焦位置。另外如果是變焦鏡則看當下的焦距來決定。

相機的感光元件大小也是必要項目，常見的規格如下：

• 2/3”=8.8mm*6.6mm
• 1/2”=6.4mm*4.8mm
• 1/3”=4.8mm*3.6mm
• 1/1.8″=7.7mm*4.3mm

*感光元件的計算以對角線為主，但實際長寬會根據製造商有所不同。

FOV計算方法

要知道相機的FOV(Field of View)需要知道下面項目，然後透過公式互相推算：

• 感光元件大小
• 光學鏡頭倍率或焦距(FL)
• 工作距離(WD)

以倍率為基礎的計算公式

FOV = 感光元件大小 / 光學鏡頭倍率

舉例以1/2”相機搭配兩種倍鏡：

• 光學倍率2.0倍，FOV = (6.4*4.8) / 2.0 = (3.2*2.4)mm
• 光學倍率0.5倍，FOV = (6.4*4.8) / 0.5 = (12.8*9.6)mm

以焦距為基礎的計算公式

FOV = (感光元件大小 * 工作距離) / 焦距

舉例以1/2”相機搭配焦距50mm鏡頭

• 當WD為100mm時，FOV = (6.4*4.8) * 100 / 50 = (12.8*9.6)mm
• 當WD為200mm時，FOV = (6.4*4.8) * 200 / 50 = (25.6*19.2)mm

以上為工作過程的問題紀錄

如果內容有誤，還請先進前輩不吝指教。

參考資料

• Basler
• Zeiss
• 新亞洲