Las cámaras industriales son componentes clave en los sistemas de visión artificial. Su función más esencial es convertir señales ópticas en señales eléctricas ordenadas para cámaras industriales pequeñas 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 sobre la superficie fotosensible del sensor de imagen (cámara industrial).
Toda la información de imagen procesada por el sistema visual se puede obtener de la lente de la cámara industrial. La calidad de lalente de cámara industrialafectará directamente al rendimiento general del sistema visual.
Como parte del equipo de imagen, los objetivos de las cámaras industriales suelen formar parte de un sistema completo de adquisición de imágenes con fuente de alimentación, cámara, etc. Por lo tanto, la selección de objetivos para cámaras industriales se rige por los requisitos generales del sistema. En general, se puede analizar y considerar desde los siguientes aspectos:
1.Longitud de onda y lente de zoom o no
Es relativamente fácil determinar si una lente de cámara industrial necesita zoom o enfoque fijo. Primero, es necesario verificar que la longitud de onda de trabajo de la lente esté enfocada. Durante el proceso de captura de imágenes, si se requiere cambiar el aumento, se debe usar una lente zoom; de lo contrario, una lente 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, aunque también existen aplicaciones en otras bandas. ¿Se requieren medidas de filtrado adicionales? ¿Es luz monocromática o policromática? ¿Se puede evitar eficazmente la influencia de la luz parásita? Es necesario sopesar exhaustivamente estas cuestiones antes de determinar la longitud de onda de trabajo de la lente.
Elija objetivos de cámara industriales
2.Se dará prioridad a las solicitudes especiales.
Dependiendo de la aplicación específica, pueden existir requisitos especiales. Estos requisitos deben confirmarse previamente; por ejemplo, si se requiere una función de medición, si se necesita una lente telecéntrica, si la profundidad de campo de la imagen es muy grande, etc. A menudo, no se le da la importancia debida a la profundidad de campo, pero cualquier sistema de procesamiento de imágenes debe tenerla en cuenta.
3.Distancia de trabajo y distancia 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 función del tamaño del píxel del CCD y, finalmente, comprender la posible distancia entre el objeto y la imagen en función de las restricciones de la estructura espacial, para así estimar la distancia focal del objetivo de la cámara industrial.
Por lo tanto, la distancia focal del objetivo de la cámara industrial está relacionada con la distancia de trabajo del objetivo y la resolución de la cámara (así como con el tamaño del píxel del CCD).
Aspectos a tener en cuenta al seleccionar objetivos para cámaras industriales
4.Tamaño y calidad de la imagen
El tamaño de la imagen de lalente de cámara industrialLa lente que se seleccione debe ser compatible con el tamaño de la superficie fotosensible de la cámara industrial, y debe seguirse el principio de "lo grande para acomodar lo 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 imagen del campo de visión periférico.
Los requisitos de calidad de imagen dependen principalmente de la MTF y la distorsión. En las aplicaciones de medición, se debe prestar especial atención a la distorsión.
5.Diafragma y montura del objetivo
La apertura de los objetivos de las cámaras industriales afecta principalmente al brillo de la superficie de imagen, pero en la visión artificial actual, el brillo final de la imagen 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 necesitan varios 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 ambas deben coincidir. Si no coinciden, conviene considerar su sustitución.
Factores a tener en cuenta al elegir objetivos para cámaras industriales
6.Madurez en cuanto a costes y tecnología
Si tras un análisis exhaustivo de los factores anteriores, existen varias soluciones que cumplen los requisitos, puede considerar el coste total y la madurez técnica, y darles prioridad.
PD: 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 necesita estar equipado con unalente de cámara industrialLas limitaciones conocidas son: el CCD de la cámara industrial es de 2/3 de pulgada, el tamaño del píxel es de 4,65 μm, la montura es C, la distancia de trabajo es superior 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 necesidad 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 se requiere que la lente seleccionada tenga una baja distorsión.
(3)Distancia de trabajo y distancia focal:
Aumento 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 superior a 200 mm, la distancia focal del objetivo seleccionado debe ser superior 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 de tipo C para que pueda utilizarse con cámaras industriales. Por el momento, no se requiere ninguna apertura.
Mediante el análisis y cálculo de los factores mencionados, podemos obtener un perfil preliminar de los objetivos para cámaras industriales: distancia focal superior a 17 mm, enfoque fijo, rango de luz visible, montura C, compatibilidad con un tamaño de píxel CCD de al menos 2/3 de pulgada y baja distorsión de imagen. En función de estos requisitos, se puede realizar una selección más precisa. Si varios objetivos cumplen con estos requisitos, se recomienda optimizarlos y seleccionar el mejor.
Consideraciones finales:
ChuangAn ha llevado a cabo el diseño preliminar y la producción delentes industrialesque se utilizan en todos los ámbitos de las aplicaciones industriales. Si le interesan o necesita lentes industriales, póngase en contacto con nosotros lo antes posible.
Fecha de publicación: 21 de enero de 2025
