机器视觉系统选型-镜头选型常见误区—焦距选择公式

视觉工程师在选择镜头时经常要用到一个公式来选择镜头的焦距。根据这个公式，如果
已知芯片大小、拍摄视野和工作距离的要求，可以算出镜头的焦距。在大部分情况下，这个
公式是可以用的。但这只是一个近似公式，有些情况下使用这个公式不成立。

此时放大倍率链接了物方和像方两个相似三角形。

但此公式只是近似公式，并不完全准确。下图中才是物方像方两个相似三角形的实际关
系。
主平面是光学镜头的一对虚拟面，光学计算中为了数学建模引入的概念。焦距其实是从
像方主平面到芯片的距离。主平面并不一定在镜头的“内部”。

所以，文初的公式中的工作距离，只是真实工作距离的近似，当物距很大时，这种近似
是不影响计算的。但如果镜头的物距缩短到一定程度，这种近似就不再成立，以此公式算出
来的焦距也是不准确的；另一方面，当镜头工作距离太近时，镜头往往不能调焦，需要加延
伸环，像方的三角形中的高也不再等于焦距。

线扫描镜头往往需要加很长的接圈，所以很多视觉工程师会发现用这个公式算出的焦距
并不对。线扫镜头的选型不用计算焦距，直接查看镜头厂商的规格书上的推荐倍率。
综上所述，此选型公式在工作距离较大时可以使用。工作距离越短则越不准确，如果镜
头加了延伸圈则不能使用此公式。此时不再有简单的一次方程来计算焦距，因为两个相似三
角形的高互为共轭，相互关联，公式变为了二次方程，且不再有通用的公式。
那怎么办呢？查镜头厂商的选型表或者联系厂商技术支持。