Промышленные камеры являются ключевыми компонентами систем машинного зрения. Их важнейшая функция — преобразование оптических сигналов в упорядоченные электрические сигналы для небольших промышленных камер высокого разрешения.
В системах машинного зрения объектив промышленной камеры эквивалентен человеческому глазу, и его основная функция заключается в фокусировке целевого оптического изображения на светочувствительной поверхности датчика изображения (промышленной камеры).
Вся информация об изображении, обрабатываемая системой визуализации, может быть получена с объектива промышленной камеры. Качество изображенияпромышленный объектив фотокамерыэто напрямую повлияет на общую производительность зрительной системы.
Как вид оборудования для получения изображений, промышленные объективы для фотокамер обычно образуют полноценную систему захвата изображения, включающую источник питания, камеру и т. д. Поэтому выбор промышленных объективов для фотокамер определяется общими требованиями к системе. В целом, это можно проанализировать и рассмотреть с следующих точек зрения:
1.Длина волны и зум-объектив или нет
Определить, нужен ли для промышленного объектива зум-объектив или объектив с фиксированным фокусом, относительно легко. Во-первых, необходимо выяснить, находится ли рабочая длина волны промышленного объектива в фокусе. В процессе съемки, если необходимо изменить увеличение, следует использовать зум-объектив, в противном случае достаточно объектива с фиксированным фокусом.
Что касается рабочей длины волныпромышленные объективы для фотокамерНаиболее распространенным является диапазон видимого света, но есть и применения в других диапазонах. Требуются ли дополнительные фильтрующие меры? Это монохроматический или полихроматический свет? Можно ли эффективно избежать влияния рассеянного света? Перед определением рабочей длины волны линзы необходимо всесторонне взвесить все вышеперечисленные вопросы.
Выберите промышленные объективы для фотокамер.
2.Приоритет отдается особым запросам.
В зависимости от конкретного применения могут возникать особые требования. Необходимо предварительно уточнить эти требования, например, наличие функции измерения, необходимость использования телецентрической линзы, большую ли глубину резкости изображения и т.д. Глубина резкости часто не принимается во внимание всерьез, но любая система обработки изображений должна ее учитывать.
3.Рабочее расстояние и фокусное расстояние
Рабочее расстояние и фокусное расстояние обычно рассматриваются вместе. Общая идея заключается в том, чтобы сначала определить разрешение системы, затем понять увеличение в сочетании с размером пикселя ПЗС-матрицы, а затем понять возможное расстояние между объектом и изображением в сочетании с ограничениями пространственной структуры, чтобы далее оценить фокусное расстояние объектива промышленной камеры.
Таким образом, фокусное расстояние объектива промышленной камеры связано с рабочим расстоянием объектива и разрешением камеры (а также размером пикселя ПЗС-матрицы).
Что следует учитывать при выборе промышленных объективов для фотокамер
4.Размер изображения и качество изображения
Размер изображенияпромышленный объектив фотокамерыВыбираемый объектив должен быть совместим с размером светочувствительной поверхности промышленной камеры, и следует придерживаться принципа «большое для малого», то есть светочувствительная поверхность камеры не должна превышать размер изображения, указанный объективом, иначе качество изображения в краевой области поля зрения не может быть гарантировано.
Требования к качеству изображения в основном зависят от MTF и искажений. В измерительных приложениях следует уделять особое внимание искажениям.
5.Диафрагма и крепление объектива
Диафрагма объективов промышленных камер в основном влияет на яркость изображаемой поверхности, но в современных системах машинного зрения конечная яркость изображения определяется многими факторами, такими как диафрагма, параметры камеры, время экспозиции, источник света и т. д. Поэтому для получения требуемой яркости изображения необходимы многоступенчатые корректировки.
Крепление объектива промышленной камеры обозначает место соединения объектива и камеры, и эти два элемента должны совпадать. Если они не совпадают, следует рассмотреть вопрос о замене.
Факторы, которые следует учитывать при выборе объективов для промышленных камер.
6.Стоимость и зрелость технологий
Если после всестороннего рассмотрения вышеуказанных факторов обнаруживается несколько решений, отвечающих требованиям, можно учесть их совокупную стоимость и техническую зрелость и отдать им приоритет.
PS: Пример выбора объектива
Ниже приведён пример выбора объектива для промышленной камеры. Например, система машинного зрения для обнаружения монет должна быть оснащена объективом.промышленный объектив фотокамерыИзвестные ограничения: ПЗС-матрица промышленной камеры имеет размер 2/3 дюйма, размер пикселя — 4,65 мкм, используется крепление C-mount, рабочее расстояние превышает 200 мм, разрешение системы составляет 0,05 мм, а источником света является белый светодиод.
Основной анализ при выборе линз выглядит следующим образом:
(1) Линза, используемая с белым светодиодным источником света, должна находиться в диапазоне видимого света, без необходимости увеличения, и можно выбрать линзу с фиксированным фокусом.
(2) Для промышленного контроля требуется функция измерения, поэтому выбранная линза должна иметь низкий уровень искажений.
(3) Рабочее расстояние и фокусное расстояние:
Увеличение изображения: M = 4,65 / (0,05 x 1000) = 0,093
Фокусное расстояние: F = L*M/(M+1) = 200*0,093/1,093 = 17 мм
Если требуется, чтобы объективное расстояние превышало 200 мм, то фокусное расстояние выбранного объектива должно быть больше 17 мм.
(4) Размер изображения выбранного объектива должен быть не меньше формата ПЗС-матрицы, то есть не менее 2/3 дюйма.
(5) Для использования с промышленными камерами байонет объектива должен быть типа C-mount. В настоящее время требования к диафрагме отсутствуют.
На основе анализа и расчета вышеуказанных факторов можно получить предварительные «чертежи» промышленных объективов для фотокамер: фокусное расстояние более 17 мм, фиксированный фокус, диапазон видимого света, байонет C-mount, совместимость с размером пикселя CCD не менее 2/3 дюйма и минимальные искажения изображения. Исходя из этих требований, можно произвести дальнейший выбор. Если несколько объективов соответствуют этим требованиям, рекомендуется провести дальнейшую оптимизацию и выбрать оптимальный вариант.
Заключительные мысли:
Компания ChuangAn осуществила предварительное проектирование и производство.промышленные линзыкоторые используются во всех областях промышленного применения. Если вас интересуют промышленные линзы или у вас есть потребность в них, пожалуйста, свяжитесь с нами как можно скорее.
Дата публикации: 21 января 2025 г.
