Jak wybrać soczewki do widzenia maszynowego

Typy zobiektyw przemysłowyuchwyt

Istnieją głównie cztery typy interfejsów, a mianowicie mocowanie F, mocowanie C, mocowanie CS i mocowanie M12. Mocowanie F jest interfejsem ogólnego przeznaczenia i jest ogólnie odpowiednie dla obiektywów o ogniskowej dłuższej niż 25 mm. Gdy ogniskowa obiektywu jest mniejsza niż około 25 mm, ze względu na mały rozmiar obiektywu, stosuje się mocowanie C lub CS, a niektóre wykorzystują interfejs M12.

Różnica między mocowaniem C i mocowaniem CS

Różnica pomiędzy interfejsami C i CS polega na tym, że odległość powierzchni styku obiektywu z kamerą do płaszczyzny ogniskowej obiektywu (położenie, w którym powinien znajdować się czujnik fotoelektryczny CCD kamery) jest inna. Odległość dla interfejsu mocowania C wynosi 17,53 mm.

Do obiektywu z mocowaniem CS można dodać pierścień adaptera 5 mm C/CS, dzięki czemu można go używać z aparatami typu C.

obiektyw-wizja maszynowa-01

Różnica między mocowaniem C i mocowaniem CS

Podstawowe parametry soczewek przemysłowych

Pole widzenia (FOV):

FOV odnosi się do widzialnego zasięgu obserwowanego obiektu, czyli części obiektu uchwyconej przez czujnik kamery. (Zakres pola widzenia to coś, co należy wziąć pod uwagę przy wyborze)

obiektyw-wizja maszynowa-02

Pole widzenia

Odległość robocza (WD):

Odnosi się do odległości od przodu obiektywu do badanego obiektu. Oznacza to odległość powierzchniową zapewniającą wyraźne obrazowanie.

Rezolucja:

Najmniejszy rozpoznawalny rozmiar cechy na kontrolowanym obiekcie, który może zostać zmierzony przez system obrazowania. W większości przypadków im mniejsze pole widzenia, tym lepsza rozdzielczość.

Głębia widzenia (DOF):

Zdolność obiektywu do utrzymania żądanej rozdzielczości, gdy obiekty znajdują się bliżej lub dalej od najlepszej ostrości.

obiektyw-wizja maszynowa-03

Głębia widzenia

Pozostałe parametrysoczewki przemysłowe

Rozmiar chipa światłoczułego:

Efektywny rozmiar obszaru czujnika kamery ogólnie odnosi się do rozmiaru poziomego. Parametr ten jest bardzo ważny przy określeniu prawidłowego skalowania obiektywu w celu uzyskania pożądanego pola widzenia. Współczynnik powiększenia głównego obiektywu (PMAG) jest definiowany jako stosunek wielkości chipa czujnika do pola widzenia. Choć do podstawowych parametrów zalicza się wielkość i pole widzenia chipa światłoczułego, to PMAG nie jest parametrem podstawowym.

obiektyw-wizja maszynowa-04

Rozmiar chipa światłoczułego

Ogniskowa (f):

„Ogniskowa to miara koncentracji lub rozbieżności światła w układzie optycznym, która odnosi się do odległości od środka optycznego soczewki do ogniska zbierającego światło. Jest to także odległość od środka obiektywu do płaszczyzny obrazu, takiej jak klisza lub matryca CCD w aparacie. f={odległość robocza/pole widzenia długi bok (lub krótki bok)} XCCD długi bok (lub krótki bok)

Wpływ ogniskowej: im mniejsza ogniskowa, tym większa głębia ostrości; im mniejsza ogniskowa, tym większe zniekształcenie; im mniejsza ogniskowa, tym poważniejsze zjawisko winietowania, które powoduje zmniejszenie oświetlenia na brzegu aberracji.

Rezolucja:

Wskazuje minimalną odległość między 2 punktami, którą może zobaczyć zestaw soczewek obiektywowych

0,61x używana długość fali (λ) / NA = rozdzielczość (μ)

Powyższa metoda obliczeń teoretycznie pozwala obliczyć rozdzielczość, ale nie uwzględnia zniekształceń.

※Wykorzystana długość fali wynosi 550 nm

Definicja:

Ilość czarno-białych linii widać pośrodku 1mm. Jednostka (lp)/mm.

MTF (Funkcja transferu modulacji)

obiektyw-wizja maszynowa-05

MTF

Zniekształcenie:

Jednym ze wskaźników mierzących wydajność obiektywu jest aberracja. Odnosi się do linii prostej znajdującej się poza główną osią w płaszczyźnie obiektu, która po sfotografowaniu przez układ optyczny staje się krzywą. Błąd obrazowania tego układu optycznego nazywany jest zniekształceniem. Aberracje zniekształceniowe wpływają jedynie na geometrię obrazu, a nie na jego ostrość.

Przysłona i liczba F:

Arkusz soczewkowy to urządzenie służące do kontrolowania ilości światła przechodzącego przez soczewkę, zwykle wewnątrz soczewki. Wartości F używamy do wyrażania rozmiaru przysłony, np. f1,4, F2,0, F2,8 itd.

obiektyw-wizja maszynowa-06

Przysłona i liczba F

Powiększenie optyczne:

Wzór używany do obliczenia głównego współczynnika skalowania jest następujący: PMAG = rozmiar czujnika (mm) / pole widzenia (mm)

Wyświetl powiększenie

Powiększenie wyświetlacza jest szeroko stosowane w mikroskopii. Powiększenie wyświetlacza mierzonego obiektu zależy od trzech czynników: powiększenia optycznego obiektywu, wielkości chipa czujnika kamery przemysłowej (wielkości powierzchni docelowej) oraz wielkości wyświetlacza.

Powiększenie wyświetlacza = powiększenie optyczne obiektywu × rozmiar wyświetlacza × 25,4 / rozmiar przekątnej natarcia

Główne kategorie soczewek przemysłowych

Klasyfikacja

•Według ogniskowej: stała i zoom

•Według przysłony: przysłona stała i przysłona zmienna

• Według interfejsu: interfejs C, interfejs CS, interfejs F itp.

•Podzielone przez wielokrotności: soczewka o stałym powiększeniu, soczewka z ciągłym zoomem

•Do bardzo ważnych soczewek powszechnie stosowanych w branży systemów wizyjnych zaliczają się głównie soczewki FA, soczewki telecentryczne i mikroskopy przemysłowe itp.

Główne punkty, które należy wziąć pod uwagę przy wyborzesoczewka do widzenia maszynowego:

1. Pole widzenia, powiększenie optyczne i pożądana odległość robocza: Wybierając obiektyw, wybierzemy obiektyw o nieco większym polu widzenia niż mierzony obiekt, aby ułatwić kontrolę ruchu.

2. Wymagania dotyczące głębi ostrości: W przypadku projektów wymagających głębi ostrości używaj możliwie małej przysłony; wybierając obiektyw z powiększeniem, wybierz obiektyw z małym powiększeniem, o ile pozwala na to projekt. Jeśli wymagania projektu są bardziej wymagające, wybieram najnowocześniejszy obiektyw o dużej głębi ostrości.

3. Rozmiar czujnika i interfejs kamery: Na przykład obiektyw 2/3″ obsługuje największą powierzchnię natarcia kamery przemysłowej wynoszącą 2/3″, nie obsługuje kamer przemysłowych większych niż 1 cal.

4. Dostępna przestrzeń: Zmiana rozmiaru sprzętu przez klientów jest nierealistyczna, jeśli program jest opcjonalny.


Czas publikacji: 15 listopada 2022 r