Kamery przemysłowe są kluczowymi komponentami systemów wizji maszynowej. Ich najważniejszą funkcją jest konwersja sygnałów optycznych na uporządkowane sygnały elektryczne dla małych kamer przemysłowych o wysokiej rozdzielczości.
W systemach wizyjnych obiektyw kamery przemysłowej jest odpowiednikiem ludzkiego oka, a jego główną funkcją jest skupianie docelowego obrazu optycznego na światłoczułej powierzchni czujnika obrazu (kamery przemysłowej).
Wszystkie informacje o obrazie przetwarzane przez układ wzrokowy można uzyskać z obiektywu kamery przemysłowej. Jakośćobiektyw do aparatu przemysłowegobędzie miało bezpośredni wpływ na ogólną wydajność układu wzrokowego.
Jako rodzaj sprzętu do przetwarzania obrazu, obiektywy do kamer przemysłowych zazwyczaj tworzą kompletny system akwizycji obrazu, obejmujący zasilacz, kamerę itp. Dlatego wybór obiektywów do kamer przemysłowych zależy od ogólnych wymagań systemu. Zasadniczo można je analizować i rozpatrywać pod kątem następujących aspektów:
1.Długość fali i obiektyw z zoomem czy nie
Stosunkowo łatwo jest ustalić, czy obiektyw przemysłowy wymaga obiektywu zmiennoogniskowego, czy stałoogniskowego. Najpierw należy ustalić, czy robocza długość fali obiektywu przemysłowego jest ostra. Jeśli podczas procesu obrazowania konieczna jest zmiana powiększenia, należy użyć obiektywu zmiennoogniskowego, w przeciwnym razie wystarczający jest obiektyw stałoogniskowy.
Jeśli chodzi o długość fali roboczejobiektywy do aparatów przemysłowychPasmo światła widzialnego jest najpowszechniejsze, ale istnieją również zastosowania w innych pasmach. Czy wymagane są dodatkowe środki filtrujące? Czy jest to światło monochromatyczne, czy polichromatyczne? Czy można skutecznie uniknąć wpływu światła rozproszonego? Przed określeniem roboczej długości fali soczewki konieczne jest kompleksowe rozważenie powyższych kwestii.
Wybierz obiektywy do kamer przemysłowych
2.Priorytetowo traktowane są prośby specjalne
W zależności od konkretnego zastosowania mogą występować specjalne wymagania. Należy je najpierw zweryfikować, na przykład, czy istnieje funkcja pomiaru, czy wymagany jest obiektyw telecentryczny, czy głębia ostrości obrazu jest bardzo duża itp. Głębia ostrości często nie jest traktowana poważnie, ale każdy system przetwarzania obrazu musi ją uwzględniać.
3.Odległość robocza i ogniskowa
Odległość robocza i ogniskowa są zazwyczaj rozpatrywane łącznie. Ogólna idea polega na tym, aby najpierw określić rozdzielczość systemu, następnie zrozumieć powiększenie w połączeniu z rozmiarem pikseli CCD, a następnie zrozumieć możliwą odległość między obiektem a obrazem w połączeniu z ograniczeniami struktury przestrzennej, aby dalej oszacować ogniskową obiektywu kamery przemysłowej.
Dlatego też ogniskowa obiektywu kamery przemysłowej jest związana z odległością roboczą obiektywu kamery przemysłowej i rozdzielczością kamery (a także rozmiarem pikseli CCD).
Na co zwrócić uwagę przy wyborze obiektywów do kamer przemysłowych
4.Rozmiar i jakość obrazu
Rozmiar obrazuobiektyw do aparatu przemysłowegoNależy wybrać opcję zgodną z rozmiarem powierzchni światłoczułej kamery przemysłowej i przestrzegać zasady „duże, aby pomieścić małe”, co oznacza, że powierzchnia światłoczuła kamery nie może przekraczać rozmiaru obrazu wskazanego przez obiektyw, w przeciwnym razie nie można zagwarantować jakości obrazu w polu widzenia krawędzi.
Wymagania dotyczące jakości obrazowania zależą głównie od MTF i zniekształceń. W zastosowaniach pomiarowych zniekształcenia należy traktować z dużą uwagą.
5.Przysłona i mocowanie obiektywu
Przysłona obiektywów kamer przemysłowych wpływa głównie na jasność powierzchni obrazu, ale w przypadku współczesnej wizji maszynowej ostateczna jasność obrazu zależy od wielu czynników, takich jak przysłona, cząsteczki kamery, czas integracji, źródło światła itp. Dlatego też, aby uzyskać wymaganą jasność obrazu, konieczne jest przeprowadzenie wielu etapów regulacji.
Mocowanie obiektywu w kamerze przemysłowej odnosi się do interfejsu montażowego między obiektywem a kamerą, które muszą do siebie pasować. Jeśli nie są one do siebie dopasowane, należy rozważyć wymianę.
Czynniki, które należy wziąć pod uwagę przy wyborze obiektywów do kamer przemysłowych
6.Koszty i dojrzałość technologiczna
Jeżeli po kompleksowym rozważeniu powyższych czynników istnieje wiele rozwiązań spełniających wymagania, można wziąć pod uwagę kompleksowe koszty i dojrzałość techniczną i nadać im priorytet.
PS: Przykład doboru obiektywu
Poniżej przedstawiamy przykład wyboru obiektywu do kamery przemysłowej. Na przykład, system wizyjny do wykrywania monet musi być wyposażony wobiektyw do aparatu przemysłowegoZnane ograniczenia to: przetwornik CCD kamery przemysłowej o przekątnej 2/3 cala, rozmiar piksela 4,65 μm, mocowanie C, odległość robocza większa niż 200 mm, rozdzielczość systemu 0,05 mm oraz białe źródło światła LED.
Podstawowa analiza służąca do doboru soczewek wygląda następująco:
(1) Obiektyw używany ze źródłem białego światła LED powinien mieścić się w zakresie światła widzialnego, nie wymagać zoomu, można wybrać obiektyw o stałej ogniskowej.
(2) W przypadku kontroli przemysłowych wymagana jest funkcja pomiaru, dlatego wybrany obiektyw musi charakteryzować się niskim zniekształceniem.
(3) Odległość robocza i ogniskowa:
Powiększenie obrazu: M=4,65/(0,05 x 1000)=0,093
Ogniskowa: F= L*M/(M+1)= 200*0,093/1,093=17 mm
Jeżeli wymagana jest odległość obiektywu większa niż 200 mm, ogniskowa wybranego obiektywu powinna być większa niż 17 mm.
(4) Rozmiar obrazu wybranego obiektywu nie powinien być mniejszy od formatu CCD, tj. co najmniej 2/3 cala.
(5) Aby obiektyw mógł być używany z kamerami przemysłowymi, wymagane jest mocowanie typu C. Obecnie nie ma wymagań dotyczących przysłony.
Analiza i obliczenia powyższych czynników pozwalają na uzyskanie wstępnego „zarysu” obiektywów do kamer przemysłowych: ogniskowa powyżej 17 mm, stała ostrość, zakres światła widzialnego, mocowanie C, kompatybilność z matrycą CCD o rozmiarze piksela co najmniej 2/3 cala oraz niewielkie zniekształcenia obrazu. Na podstawie tych wymagań można dokonać dalszej selekcji. Jeśli kilka obiektywów spełnia te wymagania, zaleca się dalszą optymalizację i wybór najlepszego obiektywu.
Podsumowanie:
ChuangAn wykonał wstępny projekt i produkcjęsoczewki przemysłowe, które są wykorzystywane we wszystkich aspektach zastosowań przemysłowych. Jeśli jesteś zainteresowany lub potrzebujesz soczewek przemysłowych, skontaktuj się z nami jak najszybciej.
Czas publikacji: 21-01-2025
