Las cámaras industriales son componentes clave en los sistemas de visión artificial. Su función principal es convertir señales ópticas en señales eléctricas ordenadas para pequeñas cámaras industriales de alta definición.
En los sistemas de visión artificial, la lente de una cámara industrial es equivalente al ojo humano y su función principal es enfocar la imagen óptica del objetivo en la superficie fotosensible del sensor de imagen (cámara industrial).
Toda la información de imagen procesada por el sistema visual se puede obtener del objetivo de la cámara industrial. La calidad de lalente de cámara industrialafectará directamente el rendimiento general del sistema visual.
Como equipo de imagen, las lentes de cámara industriales suelen formar un sistema completo de adquisición de imágenes con fuente de alimentación, cámara, etc. Por lo tanto, la selección de lentes de cámara industriales se rige por los requisitos generales del sistema. Generalmente, se puede analizar y considerar desde los siguientes puntos:
1.Longitud de onda y lente zoom o no
Es relativamente fácil determinar si una lente de cámara industrial necesita un zoom o un objetivo de enfoque fijo. Primero, es necesario determinar si la longitud de onda de trabajo de la lente de la cámara industrial está enfocada. Durante el proceso de captura de imágenes, si es necesario ajustar el aumento, se debe usar un zoom; de lo contrario, un objetivo de enfoque fijo es suficiente.
Respecto a la longitud de onda de trabajo delentes de cámara industrialesLa banda de luz visible es la más común, y también existen aplicaciones en otras bandas. ¿Se requieren medidas de filtrado adicionales? ¿Se trata de luz monocromática o policromática? ¿Se puede evitar eficazmente la influencia de la luz parásita? Es necesario evaluar exhaustivamente las cuestiones anteriores antes de determinar la longitud de onda de trabajo de la lente.
Elija lentes para cámaras industriales
2.Se da prioridad a las solicitudes especiales.
Dependiendo de la aplicación, pueden existir requisitos especiales. Estos requisitos deben confirmarse primero, por ejemplo, si cuenta con función de medición, si se requiere un teleobjetivo, si la profundidad focal de la imagen es muy grande, etc. La profundidad de foco no suele tomarse en serio, pero cualquier sistema de procesamiento de imágenes debe tenerla en cuenta.
3.Distancia de trabajo y longitud focal
La distancia de trabajo y la distancia focal suelen considerarse conjuntamente. La idea general es determinar primero la resolución del sistema, luego comprender la magnificación en combinación con el tamaño de píxel del CCD, y finalmente comprender la posible distancia objeto-imagen en combinación con las restricciones de la estructura espacial, para así estimar con mayor precisión la distancia focal del objetivo de la cámara industrial.
Por lo tanto, la distancia focal de la lente de la cámara industrial está relacionada con la distancia de trabajo de la lente de la cámara industrial y la resolución de la cámara (así como el tamaño del píxel del CCD).
Aspectos a tener en cuenta al seleccionar lentes para cámaras industriales
4.Tamaño y calidad de la imagen
El tamaño de la imagen de lalente de cámara industrialEl tamaño de la superficie fotosensible que se debe seleccionar debe ser compatible con la cámara industrial, y se debe seguir el principio de "grande para acomodar pequeño", es decir, la superficie fotosensible de la cámara no puede exceder el tamaño de imagen indicado por la lente, de lo contrario, no se puede garantizar la calidad de la imagen del campo de visión del borde.
Los requisitos de calidad de imagen dependen principalmente de la MTF y la distorsión. En aplicaciones de medición, se debe prestar especial atención a la distorsión.
5.Apertura y montura del objetivo
La apertura de las lentes de las cámaras industriales afecta principalmente el brillo de la superficie de la imagen, pero en la visión artificial actual, el brillo de la imagen final está determinado por muchos factores, como la apertura, las partículas de la cámara, el tiempo de integración, la fuente de luz, etc. Por lo tanto, para obtener el brillo de imagen requerido, se requieren múltiples pasos de ajuste.
La montura del objetivo de una cámara industrial se refiere a la interfaz de montaje entre el objetivo y la cámara, y ambos deben coincidir. Si no coinciden, se debe considerar su reemplazo.
Factores a considerar al elegir lentes para cámaras industriales
6.Costo y madurez tecnológica
Si después de una consideración exhaustiva de los factores anteriores, existen múltiples soluciones que cumplen con los requisitos, se puede considerar el costo integral y la madurez técnica y darles prioridad.
PS: Ejemplo de selección de lentes
A continuación, mostramos un ejemplo de cómo elegir una lente para una cámara industrial. Por ejemplo, un sistema de visión artificial para la detección de monedas debe estar equipado con unalente de cámara industrialLas restricciones conocidas son: el CCD de la cámara industrial es de 2/3 de pulgada, el tamaño de píxel es de 4,65 μm, la montura C, la distancia de trabajo es mayor a 200 mm, la resolución del sistema es de 0,05 mm y la fuente de luz es una fuente de luz LED blanca.
El análisis básico para seleccionar lentes es el siguiente:
(1)La lente utilizada con la fuente de luz LED blanca debe estar en el rango de luz visible, sin requisito de zoom, y se puede seleccionar una lente de enfoque fijo.
(2)Para la inspección industrial, se requiere una función de medición, por lo que la lente seleccionada debe tener baja distorsión.
(3)Distancia de trabajo y longitud focal:
Ampliación de la imagen: M=4,65/(0,05 x 1000)=0,093
Distancia focal: F= L*M/(M+1)= 200*0,093/1,093=17 mm
Si se requiere que la distancia del objetivo sea mayor a 200 mm, la distancia focal de la lente seleccionada debe ser mayor a 17 mm.
(4)El tamaño de la imagen de la lente seleccionada no debe ser menor que el formato CCD, es decir, al menos 2/3 de pulgada.
(5) La montura del objetivo debe ser tipo C para poder usarla con cámaras industriales. Actualmente no se requiere apertura.
Mediante el análisis y cálculo de los factores mencionados, podemos obtener un esquema preliminar de los objetivos para cámaras industriales: distancia focal superior a 17 mm, enfoque fijo, rango de luz visible, montura C, compatible con CCD de al menos 2/3 de pulgada y baja distorsión de imagen. Con base en estos requisitos, se puede realizar una selección más exhaustiva. Si varios objetivos cumplen con estos requisitos, se recomienda optimizarlos y seleccionar el mejor.
Reflexiones finales:
ChuangAn ha llevado a cabo el diseño preliminar y la producción delentes industriales, que se utilizan en todos los aspectos de las aplicaciones industriales. Si está interesado o necesita lentes industriales, contáctenos lo antes posible.
Hora de publicación: 21 de enero de 2025
