Les caméras industrielles sont des composants clés des systèmes de vision industrielle. Leur fonction principale est de convertir les signaux optiques en signaux électriques ordonnés pour les petites caméras industrielles haute définition.
Dans les systèmes de vision industrielle, l'objectif d'une caméra industrielle est équivalent à l'œil humain, et sa fonction principale est de focaliser l'image optique cible sur la surface photosensible du capteur d'image (caméra industrielle).
Toutes les informations d'image traitées par le système visuel peuvent être obtenues à partir de l'objectif de la caméra industrielle. La qualité deobjectif de caméra industrielaffectera directement les performances globales du système visuel.
En tant qu'équipement d'imagerie, les objectifs de caméras industrielles forment généralement un système d'acquisition d'images complet comprenant une alimentation, une caméra, etc. Le choix des objectifs de caméras industrielles est donc déterminé par les exigences globales du système. De manière générale, il peut être analysé et considéré sous les aspects suivants :
1.Longueur d'onde et objectif zoom ou non
Il est relativement facile de déterminer si un objectif de caméra industrielle nécessite un zoom ou un objectif à focale fixe. Il faut d'abord vérifier que la longueur d'onde de travail de l'objectif est correctement mise au point. Si, lors de la prise de vue, le grossissement doit être modifié, un zoom est nécessaire ; sinon, un objectif à focale fixe suffit.
Concernant la longueur d'onde de travail deobjectifs de caméra industrielsLa bande de la lumière visible est la plus courante, mais il existe aussi des applications dans d'autres bandes. Des mesures de filtrage supplémentaires sont-elles nécessaires ? S'agit-il d'une lumière monochromatique ou polychromatique ? Peut-on éviter efficacement l'influence de la lumière parasite ? Il est indispensable d'examiner attentivement tous ces points avant de déterminer la longueur d'onde de fonctionnement de l'objectif.
Choisissez des objectifs pour appareils photo industriels
2.La priorité est accordée aux demandes spéciales
Selon l'application, des exigences particulières peuvent s'appliquer. Il convient de les vérifier au préalable, par exemple concernant la présence d'une fonction de mesure, la nécessité d'un objectif télécentrique ou une profondeur de champ importante. La profondeur de champ est souvent négligée, mais tout système de traitement d'image doit en tenir compte.
3.Distance de travail et distance focale
La distance de travail et la focale sont généralement considérées conjointement. L'idée générale est de déterminer d'abord la résolution du système, puis d'évaluer le grossissement en fonction de la taille des pixels du capteur CCD, et enfin de déterminer la distance possible entre l'objet et l'image en tenant compte des contraintes spatiales, afin d'estimer la focale de l'objectif de la caméra industrielle.
Par conséquent, la distance focale de l'objectif de la caméra industrielle est liée à la distance de travail de l'objectif et à la résolution de la caméra (ainsi qu'à la taille des pixels du CCD).
Éléments à prendre en compte lors du choix d'objectifs pour appareils photo industriels
4.Taille et qualité de l'image
La taille de l'image deobjectif de caméra industrielLe capteur sélectionné doit être compatible avec la taille de la surface photosensible de la caméra industrielle, et le principe « grand pour accueillir petit » doit être respecté, c'est-à-dire que la surface photosensible de la caméra ne peut pas dépasser la taille de l'image indiquée par l'objectif, sinon la qualité d'image du champ de vision périphérique ne peut pas être garantie.
Les exigences en matière de qualité d'image dépendent principalement de la fonction de transfert de modulation (MTF) et de la distorsion. Dans les applications de mesure, la distorsion doit être prise en compte avec la plus grande attention.
5.Ouverture et monture d'objectif
L'ouverture des objectifs des caméras industrielles influe principalement sur la luminosité de la surface d'imagerie, mais en vision industrielle actuelle, la luminosité finale de l'image est déterminée par de nombreux facteurs tels que l'ouverture, les particules de la caméra, le temps d'intégration, la source lumineuse, etc. Par conséquent, afin d'obtenir la luminosité d'image requise, plusieurs étapes de réglage sont nécessaires.
La monture d'objectif d'une caméra industrielle désigne l'interface de fixation entre l'objectif et la caméra ; ces deux éléments doivent être compatibles. En cas d'incompatibilité, un remplacement est nécessaire.
Facteurs à prendre en compte lors du choix d'objectifs pour appareils photo industriels
6.maturité des coûts et de la technologie
Si, après un examen approfondi des facteurs susmentionnés, plusieurs solutions répondent aux exigences, vous pouvez prendre en compte le coût global et la maturité technique, et leur accorder la priorité.
PS : Exemple de sélection d’objectifs
Nous donnons ci-dessous un exemple de choix d'objectif pour une caméra industrielle. Par exemple, un système de vision industrielle pour la détection de pièces de monnaie doit être équipé d'un objectif…objectif de caméra industrielLes contraintes connues sont les suivantes : le capteur CCD de la caméra industrielle est de 2/3 pouces, la taille des pixels est de 4,65 μm, la monture est de type C, la distance de travail est supérieure à 200 mm, la résolution du système est de 0,05 mm et la source lumineuse est une source de lumière LED blanche.
L'analyse de base pour le choix des lentilles est la suivante :
(1)La lentille utilisée avec la source de lumière LED blanche doit être dans la gamme de la lumière visible, sans exigence de zoom, et une lentille à focale fixe peut être sélectionnée.
(2) Pour l'inspection industrielle, une fonction de mesure est requise, donc l'objectif sélectionné doit avoir une faible distorsion.
(3) Distance de travail et distance focale :
Grossissement de l'image : M = 4,65 / (0,05 × 1000) = 0,093
Distance focale : F = L*M/(M+1) = 200*0,093/1,093 = 17 mm
Si la distance de l'objectif doit être supérieure à 200 mm, la distance focale de l'objectif sélectionné doit être supérieure à 17 mm.
(4) La taille de l'image de l'objectif sélectionné ne doit pas être inférieure au format CCD, c'est-à-dire au moins 2/3 de pouce.
(5) La monture d'objectif doit être de type C pour permettre son utilisation avec des caméras industrielles. Aucune exigence relative à l'ouverture n'est imposée pour le moment.
L'analyse et le calcul des facteurs mentionnés ci-dessus permettent d'établir les caractéristiques préliminaires des objectifs pour caméras industrielles : focale supérieure à 17 mm, mise au point fixe, plage dynamique visible, monture C, compatibilité avec les capteurs CCD d'au moins 2/3 de pouce et faible distorsion d'image. Sur la base de ces critères, une sélection plus poussée peut être effectuée. Si plusieurs objectifs répondent à ces exigences, il est recommandé de procéder à une optimisation plus poussée afin de choisir le meilleur.
Réflexions finales :
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Date de publication : 21 janvier 2025
