Cómo elegir lentes para visión artificial

Tipos delente industrialmontar

Existen principalmente cuatro tipos de interfaz: montura F, montura C, montura CS y montura M12. La montura F es una interfaz de uso general, adecuada para objetivos con una distancia focal superior a 25 mm. Cuando la distancia focal del objetivo es inferior a unos 25 mm, debido a su pequeño tamaño, se utiliza la montura C o la montura CS, y algunos optan por la interfaz M12.

La diferencia entre la montura C y la montura CS

La diferencia entre las interfaces C y CS radica en la distancia entre la superficie de contacto del objetivo y la cámara, y el plano focal del objetivo (donde se ubica el sensor fotoeléctrico CCD de la cámara). En el caso de la interfaz de montura C, esta distancia es de 17,53 mm.

Se puede añadir un anillo adaptador C/CS de 5 mm a un objetivo con montura CS para poder utilizarlo con cámaras de tipo C.

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La diferencia entre la montura C y la montura CS

Parámetros básicos de las lentes industriales

Campo de visión (FOV):

El campo de visión (FOV) se refiere al rango visible del objeto observado, es decir, la parte del objeto captada por el sensor de la cámara. (Es importante comprender el rango del campo de visión al realizar la selección).

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Campo de visión

Distancia de trabajo (DT):

Se refiere a la distancia desde la parte frontal de la lente hasta el objeto que se está analizando. Es decir, la distancia superficial necesaria para obtener una imagen nítida.

Resolución:

El tamaño mínimo de rasgo distinguible en el objeto inspeccionado que puede medir el sistema de imagen. En la mayoría de los casos, cuanto menor sea el campo de visión, mejor será la resolución.

Profundidad de visión (DOF):

La capacidad de una lente para mantener la resolución deseada cuando los objetos están más cerca o más lejos del punto de enfoque óptimo.

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Profundidad de visión

Otros parámetros delentes industriales

Tamaño del chip fotosensible:

El tamaño efectivo del sensor de la cámara se refiere generalmente a su dimensión horizontal. Este parámetro es crucial para determinar la escala adecuada del objetivo y obtener el campo de visión deseado. La relación de aumento primario del objetivo (PMAG) se define como la relación entre el tamaño del sensor y el campo de visión. Si bien el tamaño y el campo de visión del sensor fotosensible son parámetros básicos, la PMAG no lo es.

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Tamaño del chip fotosensible

Distancia focal (f):

La distancia focal es una medida de la concentración o divergencia de la luz en un sistema óptico, que se refiere a la distancia desde el centro óptico de la lente hasta el foco de captación de luz. También es la distancia desde el centro de la lente hasta el plano de imagen, como la película o el CCD en una cámara. f = {distancia de trabajo / campo de visión lado largo (o lado corto)} x lado largo (o lado corto) del CCD.

La influencia de la distancia focal: cuanto menor sea la distancia focal, mayor será la profundidad de campo; cuanto menor sea la distancia focal, mayor será la distorsión; cuanto menor sea la distancia focal, más grave será el fenómeno de viñeteo, que reduce la iluminación en el borde de la aberración.

Resolución:

Indica la distancia mínima entre dos puntos que puede ser vista por un conjunto de lentes objetivo.

0,61x longitud de onda utilizada (λ) / NA = resolución (μ)

El método de cálculo anterior permite calcular teóricamente la resolución, pero no incluye la distorsión.

※La longitud de onda utilizada es de 550 nm.

Definición:

El número de líneas blancas y negras se puede ver en el centro de 1 mm. Unidad (lp)/mm.

MTF (Función de Transferencia de Modulación)

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MTF

Distorsión:

Uno de los indicadores para medir el rendimiento de la lente es la aberración. Esta se refiere a la línea recta que se desvía del eje principal en el plano del objeto, convirtiéndose en una curva tras ser captada por el sistema óptico. El error de imagen de este sistema óptico se denomina distorsión. Las aberraciones de distorsión solo afectan la geometría de la imagen, no su nitidez.

Apertura y número F:

Una lámina lenticular es un dispositivo que se utiliza para controlar la cantidad de luz que pasa a través de una lente, generalmente dentro de la misma. Usamos el valor F para expresar el tamaño de la apertura, como f1.4, F2.0, F2.8, etc.

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Apertura y número F

Aumento óptico:

La fórmula utilizada para calcular la relación de escala principal es la siguiente: PMAG = tamaño del sensor (mm) / campo de visión (mm)

Ampliación de la pantalla

La ampliación de la pantalla se utiliza ampliamente en microscopía. La ampliación de la pantalla del objeto medido depende de tres factores: la ampliación óptica de la lente, el tamaño del chip del sensor de la cámara industrial (el tamaño de la superficie del objetivo) y el tamaño de la pantalla.

Aumento de la pantalla = aumento óptico de la lente × tamaño de la pantalla × 25,4 / tamaño de la diagonal de inclinación

Principales categorías de lentes industriales

Clasificación

•Por distancia focal: fijo y zoom

•Por apertura: apertura fija y apertura variable

•Por interfaz: interfaz C, interfaz CS, interfaz F, etc.

•Dividido por múltiplos: lente de aumento fijo, lente de zoom continuo

•Entre las lentes más importantes que se utilizan habitualmente en la industria de la visión artificial se incluyen principalmente las lentes FA, las lentes telecéntricas y los microscopios industriales, etc.

Los puntos principales que se deben tener en cuenta al elegir unlente de visión artificial:

1. Campo de visión, aumento óptico y distancia de trabajo deseada: Al elegir un objetivo, optaremos por uno con un campo de visión ligeramente mayor que el objeto a medir, para facilitar el control del movimiento.

2. Requisitos de profundidad de campo: Para proyectos que requieren profundidad de campo, utilice una apertura lo más pequeña posible; al seleccionar un objetivo con aumento, elija uno con un aumento bajo, dentro de los límites del proyecto. Si los requisitos del proyecto son más exigentes, suelo optar por un objetivo de última generación con una gran profundidad de campo.

3. Tamaño del sensor e interfaz de la cámara: Por ejemplo, la lente de 2/3″ admite la superficie de rastrillo de cámara industrial más grande de 2/3″, no puede admitir cámaras industriales de más de 1 pulgada.

4. Espacio disponible: No es realista que los clientes cambien el tamaño del equipo cuando el plan es opcional.


Fecha de publicación: 15 de noviembre de 2022