[已解决]机器视觉镜头焦距计算

yjcao

如图所示，机器视觉的焦点为什么是这样计算的？ 这与高斯公式计算结果存在差异。

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加菲不会飞

2019-9-10 08:13

我理解是这样的，希望有帮助：
（1）其实可以近似将其中光学系统看做黑盒，将黑盒光学系统近似为一个理想透镜系统，然后利用高斯公式计算物距、相距（这两个值都是相对主面值），此时得出的都是近似理论值。（2）将上述计算值作为粗调值（避免无头绪，无方向调整）进行测试；

（3）如果后端是采用标准接口与相机连接，则只需要将调焦环（倍率调整）调整至所需倍率，然后微调工作距，使成像最清晰，此时得到就是某定焦镜头特定工作距下倍率；
（4）如果是用作“放大镜”，则在此工作距下结合标准尺寸版，进行放大倍率微调整，得到实际的工作距和像距。

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ljm261

这是一个近似的算法，当WD也就是物距的大小远大于焦距时，像距近似等于焦距，再根据三角形相似原理来近似计算焦距

yjcao

ljm261 发表于 2019-9-9 15:26
这是一个近似的算法，当WD也就是物距的大小远大于焦距时，像距近似等于焦距，再根据三角形相似原理来近似计 ...

WD工作距离在实际的测试过程中并没有远大于焦距，

银河

高斯公式:1/φ+1/φ‘=1/f，当物距φ>>像距φ’时（一般是φ/φ’>100)，像距φ‘≈f。
照推断是为了估算远距离时的焦距。

加菲不会飞

我理解是这样的，希望有帮助：
（1）其实可以近似将其中光学系统看做黑盒，将黑盒光学系统近似为一个理想透镜系统，然后利用高斯公式计算物距、相距（这两个值都是相对主面值），此时得出的都是近似理论值。（2）将上述计算值作为粗调值（避免无头绪，无方向调整）进行测试；

（3）如果后端是采用标准接口与相机连接，则只需要将调焦环（倍率调整）调整至所需倍率，然后微调工作距，使成像最清晰，此时得到就是某定焦镜头特定工作距下倍率；
（4）如果是用作“放大镜”，则在此工作距下结合标准尺寸版，进行放大倍率微调整，得到实际的工作距和像距。

ljm261

yjcao 发表于 2019-9-9 17:50
WD工作距离在实际的测试过程中并没有远大于焦距，

这种近似计算，一般用在WD至少1m以上，而焦距大概几十毫米甚至几毫米的样子。如果WD不能近似于无穷远的话，那题主的计算方法就不适用了，与ZEMAX会有出入。

龙涛

是存在差距的，当物距较远的时候是可以这么近似计算的。当然最好还是按照高斯公式计算。

宿命233

刚入门的时候大家都会遇到这个问题，其实你的图示是小孔成像的近似，而高斯公式是薄透镜成像推导出来的，必然不一样。等后面你还会发现实际的光学系统和这两种又有差异，因为光学主面又不一样了，所以理论计算个大概，实际还是看镜头本身设计呢

hikarinokami

牛顿公式，xx'=ff'。
假设透镜焦距f=20mm，CCD距离焦平面1mm，则最佳工作距离为0.4m；
如果工作距离为10m，则x'=0.04mm，也就是CCD距离焦平面40um，考虑到像元尺寸，这种距离基本上也就和焦平面重叠了。
可见只要工作距离不是太近（<1m），图上的近似画法是没有问题的。

hikarinokami

yjcao 发表于 2019-9-9 17:50
WD工作距离在实际的测试过程中并没有远大于焦距，

也不需要“远大于”焦距，满足特定的距离就可以了，而且清晰成像WD没有想象的那么大