Sichtfeld und Brennweite sind zwei der wichtigsten Konzepte, wenn es um Objektive geht. Während die Brennweite die entscheidende Eigenschaft eines Objektivs ist, kann das Sichtfeld je nach bestimmten anderen Parametern variieren. Und wenn Sie ein Objektiv für Ihre EmbeddedVision-Anwendung auswählen, müssen Sie sicherstellen, dass Sie das richtige für Ihren Sensor auswählen, damit das gewünschte Sichtfeld erreicht wird.
In diesem Artikel versuchen wir zu erklären, was Brennweite und Sichtfeld sind, welche Unterschiede es gibt und warum es wichtig ist, die beiden Konzepte gründlich zu verstehen, wenn es darum geht, ein Objektiv für Ihre Embedded Vision-Anwendung auszuwählen.
Was ist das Sichtfeld?
Das Sichtfeld ist der maximale Bereich einer Szene, auf den eine Kamera fokussieren/den sie erfassen kann. Es wird in Grad angegeben. Je nachdem, wie Sie es messen, kann das Sichtfeld entweder vertikal, horizontal oder diagonal dargestellt werden, wie im Bild unten gezeigt:
Abbildung 1: Verschiedene Arten von Sichtfeldern
So berechnen Sie das Sichtfeld
Das Sichtfeld (FOV) eines Objektivswird mithilfe der folgenden Formel berechnet:
Wo,
AFOV – Sichtfeldwinkel
HFOV – Breite des durch das Objektiv gesehenen Objekts
Arbeitsabstand (WD) – Abstand zwischen Objektiv und Objekt
In den meisten Fällen wird das Sichtfeld eines Objektivs jedoch mithilfe von DFOV oder Diagonales Sichrfelddargestellt. Daher müssen Sie möglicherweise auch den DFOV-Wert berechnen. Sehen wir uns an, wie das geht.
Normalerweise sind die horizontale Dimension (nichts anderes als das HFOV) und der Arbeitsabstand vorgegebene Werte. Anhand dieser Werte können Sie das AFOV berechnen.
Sobald dies erledigt ist, invertieren Sie die Formel zur Berechnung des AFOV wie folgt:
Jetzt kann DFOV berechnet werden, indem HFOV in der obigen Gleichung ersetzt wird. Da AFOV und Arbeitsabstand bekannte Größen sind, kann DFOV hiermit abgeleitet werden.
In ähnlicher Weise kann VFOV oder vertikales Sichtfeld berechnet werden, indem HFOV in derselben Gleichung durch den VFOV-Wert ersetzt wird.
Was ist die Brennweite?
Kommen wir nun zur Brennweite
Die Brennweite ist die bestimmende Eigenschaft eines Objektivs. Sie ist der Abstand zwischen des Objektivs und der Sensorebene und wird bestimmt, wenn die Linse das Objekt im Unendlichen fokussiert. Sie wird normalerweise in Millimetern angegeben. Ihr Wert hängt von der Krümmung und dem Material des Objektivsab.
Bildfeld und Brennweite – wie sie zusammenhängen
Die folgende Gleichung verdeutlicht den Zusammenhang zwischen Sichtfeld und Brennweite:
Dabei ist f die Brennweite des Objektivs und h die Sensorgröße.
Aus dieser Gleichung lässt sich schließen, dass je kürzer die Brennweite, desto breiter das AFOV ist und umgekehrt. Dies wird in der folgenden Abbildung deutlich dargestellt:
Abbildung 2: Brennweite und AFOV
Die Bedeutung des Verständnisses der Beziehung zwischen Sichtfeld und Brennweite
Bei Embedded Vision wird in den meisten Fällen zuerst der Bildsensor ausgewählt. Dies würde bedeuten, dass die Wahl des Objektivs stark vom verwendeten Sensor bestimmt wird (da AFOV von der Sensorgröße abhängt). Um bei einer bestimmten Sensorgröße ein breiteres FOV zu erreichen, müssen Sie ein Objektiv mit kurzer Brennweite wählen und umgekehrt. Da die Brennweite jedoch nicht über einen bestimmten Punkt hinaus verkürzt werden kann, trägt auch eine Vergrößerung der Sensorgröße dazu bei, ein breiteres FOV zu erreichen.
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Um alles über die Auswahl des richtigen Objektivs für Ihr eingebettetes Bildverarbeitungssystem zu erfahren, lesen Sie den Artikel So wählen Sie das richtige Objektiv für Ihre eingebettete Kameraanwendung aus .
Über e-con Systems
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