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マシンビジョンの原理-1
マシンビジョンシステムによる情報の収集は、全てレンズを通して行われます。
適切なレンズを選択する事により画像処理に対する要求が減り、性能を高める事が出来ます。
ソフトウェアでは、レンズの影響を修正する事は出来ません。
本解説には、マシンビジョンシステムレンズの選択に必要な技術的、具体的な情報が記載されています。
初めに原理について述べ、計算のための簡単な公式を記載しています。
そして、実際のレンズとそのパラメータ、最後に特別なレンズシステムについて述べていきます。
初期の設計理論
理論的な原理を理解するために、はじめにいくつかの基本的なレンズの定義とパラメータについて確認します。
ここでは、どのような倍率、どのような共役にも使用できる薄肉系レンズを例にとります。
しかしながら、実際のレンズには制約があることから、薄肉系レンズの例では完全な関係を示す事はできません。
実際のレンズとそのパラメータ、および特殊なレンズについては、これらの理論の後で紹介します。
カメラフォーマット
カメラフォーマットは、イメージセンサーの寸法を意味します。
レンズは、限られたエリアの像を取込むように設計されており、その際カメラフォーマットより大きなエリアをカバーしていることが必要です。
視野
視野（FOV ：Field Of View ）は、レンズによりイメージセンサー上に結像される物体の大きさです。
アライメントの誤差による公差を含み、物体の全てをカバーしなければなりません。
また、レンズ倍率の誤差も考慮し、例えば10 パーセント程度の余裕を見ておくことが必要です。
FOV 内の物体は、測定に適した十分な大きさがなければなりません。
この最小のサイズはアプリケーションによって異なりますが、3 ピクセルにわたる大きさであると考えられます。
標準のカメラの視野内に100 以上の物体（形状）がある場合には、複数のカメラを使用することも検討してください。
倍率
必要な倍率（m）は、下記の式により求められます。
ここで、Wcamera はカメラセンサーのサイズ、WFOV はFOV のサイズを示します。
必要な倍率は、カメラセンサーのサイズに依存する事に注意してください。
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