工业相机选型

相机靶面尺寸详解

靶面尺寸（长或宽方向）=像素尺寸（长或宽方向）*分辨率（即像素数量，在长或宽方向）

靶面尺寸

CCD/CMOS图像传感器尺寸1/2、1/3、1/4实际是多大

1英寸——靶面尺寸为宽12.7mm高9.6mm，对角线16mm。
2/3英寸——靶面尺寸为宽8.8mm高6.6mm，对角线11mm。
1/2英寸——靶面尺寸为宽6.4mm高4.8mm，对角线8mm。
1/3英寸——靶面尺寸为宽4.8mm高3.6mm，对角线6mm。
1/4英寸——靶面尺寸为宽3.2mm*高2.4mm，对角线4mm。

单位是英寸，1英寸=2.54厘米。
1／2大小指的是对角线长1／2英寸，而不是边长。
CCD尺寸一般用英寸来表示，1/2就是二分之一英寸，是对角线尺寸。靶面尺寸就是CCD尺寸，数码传感器CCD的尺寸，一英寸换算成毫米是16mm，而不是通常的25.4mm。一般长宽比为4:3，1/2英寸对角线就是8mm，按4:3的比率，长和宽就是6.4X4.8。数码相机的传感器也一样可以这样换算。

1/2.5“ CCD长5.12mm宽3.84mm，对角线长度6.4mm。为什么数码相机CCD尺寸单位“英寸”不是常规意义上的1英寸=25.4mm，这里沿用了早起录像机真空管的外径尺寸1"（25.4mm），但除去玻璃管厚度，成像区实际只有16mm，即CCD规格中的1”=16mm。
大多数小尺寸CCD长宽比都是4:3

相机成像像素详解

靶面尺寸是传感器上的感光面积和像素量无关，因为同一大小的感光面积是可以解析出不同的像素量的。

像素量的多少决定的是分辨率的大小：
例如1920*1080意思就是横向有1920个像素点纵向有1080个像素点，总像素量既2073600，所以1080P的摄像机的最大像素是200W的。

当你设置720P画面的时候摄像机在这个靶面上仅解析出150W个像素，这时候720P就比1080P更适合拍摄高频帖或光线较差的环境下拍摄。
因为同一像素量下靶面尺寸越大每个像素点的感光面积就越大，同样同一靶面尺寸下像素量越少每个像素点的感光面积就越大。感光面积越大就越适合高速曝光，在同一拼贴率下记录的画面细节好（色深和动态）。

例子

举例来说，
海康：MV-CA003-50GM
传感器类型 CCD，全局快门

像元尺寸： 7.4μm×7.4μm
靶面尺寸： 1/3"
分辨率： 640×480
最大帧率： 200 fps

1/3英寸——靶面尺寸为宽4.8mm*高3.6mm，对角线6mm。这块传感器的长度约为4.8mm，宽度约为3.6mm。

传感器的长=像素尺寸的长*长方向像素数量=7.4um×640/1000=4.8mm。

eg2
以AVT GuppyPro F-503B为例，其拥有一块1/2.5’的500万像素的CMOS传感器。
这块传感器的长度约为5.7mm，宽度约为4.3mm。这个1/2.5’或5.7×4.3mm就是传感器的靶面尺寸，1/2.5’是指对角线的英寸长度，5.7×4.3mm是指矩形的长、宽毫米尺寸。

这块500万像素的传感器，其分辨率为2592*1944Pixel，即长方向有2592个有效像素，宽方向有1944个有效像素。则总像素和为5038848像素，即通常所说的500万像素。

传感器的像素尺寸（像元尺寸）为2.2um×2.2um，这个表示了该传感器上的每个像素单元的尺寸。这里关系就有，
传感器的长=像素尺寸的长*长方向像素数量=2.2um×2592=5702.4um。通常来讲，像素都是正方形的，因此计算一个方向基本上就可以了。

镜头选型

下面来看一个实际的镜头选型的例子：为视觉检测系统选择镜头，已知条件是：相机靶面为2/3”，像元尺寸为6.45um x6.45um ，C-mount，工作距离大于200mm，系统分辨率为0.05mm， 光源采用白色LED光源。
第一：因为采用白色光源，所以肯定是普通的可见光镜头；
第二：工作距离不变，分辨率固定，可以知道镜头是定焦镜头；
第三：相机的Nyquist频率为：1000/(2x6.45)=77.5，所选用的镜头分辨率应该不小于77.5lp/mm，这样才能保证系统分辨率最佳；
第四：工作焦距计算：镜头放大倍数为M=6.45/(0.05X1000)=0.13，焦距=工作距离*放大倍数/（放大倍数+1）=23mm，选择25mm焦距的镜头；
第五：根据以上说明，我们选择的镜头是：2/3”， C-mount，焦距为25mm，分辨率在80-100lp/mm的工业镜头。

景深 (depth of field,DOF)

景深是一个描述在空间中，可以清楚成像的距离范围。
景深就是对好焦的范围。它能通过把背景模糊化来突出拍摄对象，也可以拍出清晰的背景。
原理介绍：

调节

调节景深最简单的方法就是改变光圈大小。把光圈弄大，景深会变浅，反之亦然。当然光圈变大，快门速度也相应变快，光圈变小，快门速度则变慢。
决定因素编辑

景深的三种决定因素：

1 镜头焦距
2 被拍摄体的距离
3 光圈的大小.
镜头的焦距越短，景深的范围就越大，光圈越小，景深就越大。一只超广角镜头几乎在所有的光圈下都有极大的景深。一只长焦镜头即使再最小光圈的情况下，景深范围也会非常有限。一些单镜头反光相机都有景深预测按钮，所以你在按下快门之前就可以预测到景深的情况。

影响原因

一般会影响到景深长短的原因，有下面三种：

1.光圈越大、景深越短，光圈越小、景深越长

在拍摄距离不变的拍摄情况下，使用小光圈来拍摄时，因为景深变大，被摄体的前后景物清晰范围会变长。而使用大光圈时，被摄体前后景物清晰的范围就会变短。

2.镜头的焦距越长、景深越短，镜头的焦距越短、景深越长

在光圈、快门都不变时，拍摄同一个场景，使用长镜头会让景深变浅。而使用广角镜时，景深就会变长。

3.距离拍摄体越近时、景深越浅，距离拍摄体越远时、景深越长

在光圈、快门、镜头焦距都不变的情况下，拍摄同一场景，离被摄体越近时，景深就会越浅。离被摄体越远时，景深就会越长。

焦距

镜头焦距是指镜头光学后主点到焦点的距离，是镜头的重要性能指标。镜头焦距的长短决定着拍摄的成像大小，视场角大小，景深大小和画面的透视强弱。

线阵相机和面阵相机区别