イメージングの基本

著者: Gregory Hollows, Nicholas James

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Illustration of the fundamental parameters of an imaging system.

Figure 1: イメージングシステムの基本パラメータの図解

以下に紹介するパラメータは、イメージングに関する最も基本的な概念であり、本ガイドの最後まで用いられます。

実視野（Field of View $ \small{ \left( \text{FOV} \right)} $）: ビジョンシステムで実際に観察可能な被検物体のエリア。カメラセンサーで取り込める物体のエリアに相当。このエリアは、計算を容易にするため、水平方向実視野 $ \small{ \left( \text{HFOV} \right)} $ もしくは垂直方向実視野 $ \small{ \left( \text{VFOV} \right)} $ に限定して計算するのが一般的である。
作動距離（Working Distance $ \small{ \left( \text{WD} \right)} $）: レンズの対物側鏡筒先端部から被検物体までの距離。
解像力 (Resolution $ \bf{ \small{ \left( \xi_{\small{\text{Object Space}}} \right) }} $）: イメージングシステムで識別可能な物体の最小サイズ。詳細は解像力を参照。
被写界深度 (Depth of Field $ \small{ \left( \text{DOF} \right) } $）: ピントが合っていると見なせる物体の奥行き方向の最大深さ。DOFは、物体の像がピンボケせずに最良ピント位置から前後に移動できる範囲に相当する。詳細は被写界深度と焦点深度を参照。
センサーサイズ $ \small{ \left( H \right) } $: カメラセンサーの有効エリアサイズ。通常は水平方向の寸法で規定される。このパラメータは、必要とする実視野サイズを得るための光学倍率を求めるのに重要。
画素サイズ $ \small{ \left( s \right) } $: 一般的に正方形の形状をした画素は、センサーグリッドを構成し、その寸法はマイクロメートルまたはミクロン (µm) オーダー。
倍率 $ \small{ \left( m \right) } $: PMAG (Primary Magnification} と呼ばれることもあるレンズ倍率は、センサーサイズとFOV間の比率として定義される。公式 1を参照。