同軸方式の視野決定について

図1は、同軸照明の断面図です。LEDからの照射光はハーフミラーによって反射されるので、発光面の位置があたかもハーフミラーに対して図の位置にあると置き換えることができます(仮想発光面)。その場合、発光面とワークの距離はLWD'となります。

 同軸照明の有効視野は、①LWD(照明からワークまでの距離)②WD(カメラからワークまでの距離)で決定されます。図2は、WDを一定としたときのLWD(照明の距離)を変化させた場合の視野Vの決まり方を示しています。仮想発光面の位置がAあるいはBの場合、それぞれ有効視野がどのようになるかを説明します。

 Aの場合、ワークが鏡面と仮定すれば、ワークと反対側(LWD'aの距離の所A')にAの発光面があると仮定することができます。よって、カメラを通してワークを見たとき、あたかも発光面がA'にあると見えます。すなわち有効視野はVaとなります。

 同じようにBの場合、発光面がB'となり有効視野はVbとなります。ここでVaとVbを比べた場合、LWDが短いVaの方が有効視野が大きいことが分かります。このように、LWDが短くなるに従い有効視野は大きくなります。

有効視野とは?

たとえば、光沢のある金属面上の刻印文字を読み取る場合、仮想発光面位置をBと仮定すると、図3のようにカメラ視野Vに対してVbが虚像仮想発光面位置B'の有効視野になります。このとき、文字CDEFGのみ背景は白く、文字は黒くみえます。文字ABとHIは背景も文字も黒く写り判別できません。このように、有効視野Vbは視野Vに対して小さくなります。

図1.同軸照明断面図

図1.同軸照明断面図

図2.LWDによる視野の決まり方

図2.LWDによる視野の決まり方

図3.視野と有効視野

図3.視野と有効視野