景深、工作距离、物像距离
通俗而言，景深即在镜头架设好后，与被测物体间相对距离不做任何调节的情况下，可接受的能清晰成像的物方空间范围。
在机器视觉中，相机芯片为光学系统的像平面，物方与像平面共轭的平面称为对准平面。严格的来讲除对准平面上的点能成点像外，其他空间点在像平面上成像为弥散斑。但由于芯片的分辨率是有限的，因此当弥散斑小于一定限度时，仍可认为是一个像点，即成像清晰。
因此景深定义为：能在像平面上获得清晰像的物方空间深度范围称为景深。能成清晰像的zui远的物平面称为远景平面，它与对准平面的距离称为远景深度δ1；能成清晰像的最近的物平面称为近景平面，它与对准平面的距离称为近景深度δ2；景深=远景深度+近景深度。如下图所示：
景深可由下式计算：
随着近年相机芯片像元尺寸的减小，弥散斑取0.04mm已远大于芯片的分辨能力。而且严格而言，不同像元尺寸的相机，由于允许的弥散斑大小不同，同一个镜头的景深也有差异。机器视觉行业各镜头厂商仍以弥散斑直径=0.04mm来计算景深。因此有经验的工程师会发现镜头实际测试出的景深值<目录上标示出的景深理论值。
由上式可以看出，景深跟镜头有效fno.成正比。因此对于光阑可调的镜头, 当fno.为1.4，即光阑开口最大时，景深最小。当减小fno.为8，即光阑开口调小时，景深增大。
另外，由上式还可看出，当镜头fno.相同时，镜头放大倍率越小，景深越大。
工作距离及物像距离
工作距离(wd)是指镜头最下端机械面到物体的距离。
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，我们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。
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。
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在机器视觉中，相机芯片为光学系统的像平面，物方与像平面共轭的平面称为对准平面。严格的来讲除对准平面上的点能成点像外，其他空间点在像平面上成像为弥散斑。但由于芯片的分辨率是有限的，因此当弥散斑小于一定限度时，仍可认为是一个像点，即成像清晰。
因此景深定义为：能在像平面上获得清晰像的物方空间深度范围称为景深。能成清晰像的zui远的物平面称为远景平面，它与对准平面的距离称为远景深度δ1；能成清晰像的最近的物平面称为近景平面，它与对准平面的距离称为近景深度δ2；景深=远景深度+近景深度。如下图所示：
景深可由下式计算：
随着近年相机芯片像元尺寸的减小，弥散斑取0.04mm已远大于芯片的分辨能力。而且严格而言，不同像元尺寸的相机，由于允许的弥散斑大小不同，同一个镜头的景深也有差异。机器视觉行业各镜头厂商仍以弥散斑直径=0.04mm来计算景深。因此有经验的工程师会发现镜头实际测试出的景深值<目录上标示出的景深理论值。
由上式可以看出，景深跟镜头有效fno.成正比。因此对于光阑可调的镜头, 当fno.为1.4，即光阑开口最大时，景深最小。当减小fno.为8，即光阑开口调小时，景深增大。
另外，由上式还可看出，当镜头fno.相同时，镜头放大倍率越小，景深越大。
工作距离及物像距离
工作距离(wd)是指镜头最下端机械面到物体的距离。
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，我们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。
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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。
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