机器视觉光学基础概念—镜头像圈、工作距离及物像距离

Posted By: Dz Optics In: 行业资讯 On: Friday, July 13, 2018 Comment: 0 Hit: 205

    一、镜头像圈:

  像圈(image circle)是指入射光线通过镜头后,在焦平面上呈现出的圆形的明亮清晰的影像幅面,也称像面大小。镜头像圈由镜头光学结构决定,一旦设计完成,其对应的像圈就确定了。

  在机器视觉中,由于感光器件为相机芯片,芯片尺寸即为成像靶面大小。由于镜头像圈为圆形,相机靶面为长方形,因此镜头与相机搭配时,必须使镜头的像圈直径≥相机靶面的对角线长度(如右图所示)。否则,相机靶面的四角会形成暗区(如左图所示)从而影响成像质量,这种现象称为渐晕。

  如CMOSIS CMV2000芯片,对角线长度为12.8mm. 若镜头的像圈为Ф11mm(厂家或表述为:镜头最大兼容芯片尺寸为2/3'), 那此款镜头搭配使用该芯片的相机时,就会出现渐晕。

       二、工作距离:

  工作距离(WD)是指镜头最下端机械面到物体的距离。

      三、物像距离:

  物像距离(O/I)是指物平面到相机芯片间的距离。

  物像距离=工作距离+镜头本体长度+法兰距。

  其中对于常见的C口镜头和相机,法兰距为17.526mm。

  在机器视觉行业中,许多镜头设计时为了保证成像质量,工作距离通常为一个固定值或一个较窄的范围。如远心镜头,作为行业标准的工作距离是40mm、65mm、110mm。

  因此在实际项目中,建议进行设备机械设计前应先考虑视觉系统,使镜头工作距离的选择不受机械空间的限制,从而在保证最佳的光学性能的同时降低成本。否则可能因为一个特殊的工作距离要求,导致选型十分困难,不得不定制镜头。

  在线阵项目中,由于各相机厂商定义的法兰距不同(如同样是M72*0.75接口,法兰距可能为6.56mm, 9.4mm, 12mm, 19.55mm等), 且线阵镜头通常需搭配很长的转接环,此时物像距离对于选型而言变得更有意义。因此作为专业的机器视觉从业者,我们与客户沟通时,需要正确判断客户所描述的空间是指工作距离还是物像距离。

Comments

Leave your comment