As câmeras industriais são componentes essenciais em sistemas de visão artificial. Sua função mais fundamental é converter sinais ópticos em sinais elétricos ordenados para câmeras industriais de alta definição de pequeno porte.
Em sistemas de visão computacional, a lente de uma câmera industrial é equivalente ao olho humano, e sua principal função é focalizar a imagem óptica do alvo na superfície fotossensível do sensor de imagem (câmera industrial).
Todas as informações de imagem processadas pelo sistema visual podem ser obtidas a partir da lente da câmera industrial. A qualidade dalente de câmera industrialafetará diretamente o desempenho geral do sistema visual.
Como um tipo de equipamento de imagem, as lentes de câmeras industriais geralmente formam um sistema completo de aquisição de imagens com fonte de alimentação, câmera, etc. Portanto, a seleção de lentes de câmeras industriais é regida pelos requisitos gerais do sistema. De modo geral, essa seleção pode ser analisada e considerada sob os seguintes aspectos:
1.Comprimento de onda e lente zoom ou não?
É relativamente fácil confirmar se a lente de uma câmera industrial precisa de uma lente zoom ou de uma lente de foco fixo. Primeiro, é necessário determinar se o comprimento de onda de trabalho da lente da câmera industrial está em foco. Durante o processo de captura de imagens, se for necessário alterar a ampliação, deve-se usar uma lente zoom; caso contrário, uma lente de foco fixo é suficiente.
Em relação ao comprimento de onda de trabalho delentes de câmeras industriaisA faixa de luz visível é a mais comum, mas também existem aplicações em outras faixas. São necessárias medidas de filtragem adicionais? A luz é monocromática ou policromática? É possível evitar eficazmente a influência da luz difusa? É necessário ponderar cuidadosamente todas as questões acima antes de determinar o comprimento de onda de trabalho da lente.
Escolha lentes para câmeras industriais
2.É dada prioridade a pedidos especiais.
Dependendo da aplicação específica, podem existir requisitos especiais. Esses requisitos devem ser confirmados previamente, por exemplo, se há uma função de medição, se é necessária uma lente telecêntrica, se a profundidade de foco da imagem é muito grande, etc. A profundidade de foco muitas vezes não recebe a devida atenção, mas qualquer sistema de processamento de imagem deve levá-la em consideração.
3.Distância de trabalho e distância focal
A distância de trabalho e a distância focal são geralmente consideradas em conjunto. A ideia geral é primeiro determinar a resolução do sistema, depois entender a ampliação em combinação com o tamanho do pixel do CCD e, em seguida, entender a possível distância objeto-imagem em combinação com as restrições da estrutura espacial, para então estimar a distância focal da lente da câmera industrial.
Portanto, a distância focal da lente da câmera industrial está relacionada à distância de trabalho da lente e à resolução da câmera (bem como ao tamanho do pixel do CCD).
Aspectos a considerar na seleção de lentes para câmeras industriais
4.Tamanho e qualidade da imagem
O tamanho da imagem dolente de câmera industrialA lente a ser selecionada deve ser compatível com o tamanho da superfície fotossensível da câmera industrial, e o princípio de "grande para acomodar pequeno" deve ser seguido, ou seja, a superfície fotossensível da câmera não pode exceder o tamanho da imagem indicado pela lente, caso contrário, a qualidade da imagem na borda do campo de visão não poderá ser garantida.
Os requisitos de qualidade de imagem dependem principalmente da MTF (função de transferência de modulação) e da distorção. Em aplicações de medição, a distorção deve receber atenção especial.
5.Abertura e montagem da lente
A abertura das lentes de câmeras industriais afeta principalmente o brilho da superfície de imagem, mas na visão computacional atual, o brilho final da imagem é determinado por muitos fatores, como abertura, componentes da câmera, tempo de integração, fonte de luz, etc. Portanto, para obter o brilho de imagem necessário, são necessárias várias etapas de ajuste.
A montagem da lente de uma câmera industrial refere-se à interface de encaixe entre a lente e a câmera, e ambas devem ser compatíveis. Caso contrário, deve-se considerar a substituição.
Fatores a considerar na escolha de lentes para câmeras industriais
6.Maturidade em termos de custos e tecnologia
Se, após uma análise abrangente dos fatores acima, existirem múltiplas soluções que atendam aos requisitos, você poderá considerar o custo total e a maturidade técnica, dando prioridade àquelas que melhor atendem aos requisitos.
PS: Exemplo de seleção de lentes
A seguir, apresentamos um exemplo de como escolher uma lente para uma câmera industrial. Por exemplo, um sistema de visão artificial para detecção de moedas precisa ser equipado com uma lente de...lente de câmera industrialAs restrições conhecidas são: o sensor CCD da câmera industrial é de 2/3 de polegada, o tamanho do pixel é de 4,65 μm, possui montagem tipo C, a distância de trabalho é superior a 200 mm, a resolução do sistema é de 0,05 mm e a fonte de luz é um LED branco.
A análise básica para a seleção de lentes é a seguinte:
(1)A lente usada com a fonte de luz LED branca deve estar na faixa de luz visível, sem necessidade de zoom, e uma lente de foco fixo pode ser selecionada.
(2)Para inspeção industrial, é necessária a função de medição, portanto, a lente selecionada deve ter baixa distorção.
(3) Distância de trabalho e distância focal:
Ampliação da imagem: M=4,65/(0,05 x 1000)=0,093
Distância focal: F = L*M/(M+1) = 200*0,093/1,093 = 17 mm
Se a distância objetiva necessária for superior a 200 mm, a distância focal da lente selecionada deverá ser superior a 17 mm.
(4)O tamanho da imagem da lente selecionada não deve ser menor que o formato CCD, ou seja, pelo menos 2/3 de polegada.
(5)A montagem da lente deve ser do tipo C para que possa ser usada com câmeras industriais. Não há exigência de abertura no momento.
Por meio da análise e do cálculo dos fatores acima, podemos obter o "esboço" preliminar das lentes para câmeras industriais: distância focal superior a 17 mm, foco fixo, faixa de luz visível, montagem C, compatibilidade com pixels CCD de pelo menos 2/3 de polegada e baixa distorção de imagem. Com base nesses requisitos, podemos realizar uma seleção mais aprofundada. Caso várias lentes atendam a esses requisitos, recomenda-se otimizar ainda mais a seleção e escolher a lente mais adequada.
Considerações finais:
A ChuangAn realizou o projeto preliminar e a produção delentes industriais, que são utilizadas em todos os aspectos de aplicações industriais. Se você estiver interessado ou precisar de lentes industriais, entre em contato conosco o mais breve possível.
Data da publicação: 21/01/2025
