Як вибрати лінзи машинного зору

Типи зпромисловий об'єктивмонтувати

Існує в основному чотири типи інтерфейсу, а саме кріплення F, C-кріплення, CS-кріплення та кріплення M12. Байонет F – це інтерфейс загального призначення, який зазвичай підходить для об’єктивів із фокусною відстанню понад 25 мм. Якщо фокусна відстань лінзи об’єктива менше приблизно 25 мм, через малий розмір лінзи об’єктива використовується байонет C або CS, а деякі використовують інтерфейс M12.

Різниця між кріпленням C і CS

Різниця між інтерфейсами C і CS полягає в тому, що відстань від контактної поверхні об'єктива і камери до фокальної площини об'єктива (положення, де повинен знаходитися фотоелектричний датчик CCD камери) різна. Відстань для інтерфейсу C-mount становить 17,53 мм.

Перехідне кільце 5 мм C/CS можна додати до об’єктива з байонетом CS, щоб його можна було використовувати з камерами типу C.

machine-vision-lens-01

Різниця між кріпленням C і CS

Основні параметри промислових лінз

Поле зору (FOV):

FOV відноситься до видимого діапазону спостережуваного об’єкта, тобто частини об’єкта, яку захоплює датчик камери. (Діапазон поля зору - це те, що потрібно розуміти при виборі)

machine-vision-lens-02

Поле зору

Робоча відстань (WD):

Відноситься до відстані від передньої частини лінзи до об’єкта, що тестується. Тобто відстань до поверхні для чіткого зображення.

роздільна здатність:

Найменший помітний розмір ознаки перевіреного об’єкта, який може бути виміряний системою візуалізації. У більшості випадків, чим менше поле зору, тим краща роздільна здатність.

Глибина огляду (DOF):

Здатність об’єктива підтримувати бажану роздільну здатність, коли об’єкти знаходяться ближче або далі від найкращого фокусу.

machine-vision-lens-03

Глибина огляду

Інші параметрипромислові лінзи

Розмір фоточутливого чіпа:

Розмір ефективної площі чіпа датчика камери зазвичай відноситься до горизонтального розміру. Цей параметр дуже важливий для визначення належного масштабу лінзи для отримання бажаного поля зору. Коефіцієнт первинного збільшення об’єктива (PMAG) визначається відношенням розміру мікросхеми датчика до поля зору. Хоча основні параметри включають розмір і поле зору фоточутливого чіпа, PMAG не є основним параметром.

machine-vision-lens-04

Розмір фоточутливого чіпа

Фокусна відстань (f):

«Фокусна відстань — це міра концентрації або розбіжності світла в оптичній системі, яка відноситься до відстані від оптичного центру лінзи до фокусу збору світла. Це також відстань від центру лінзи до площини зображення, такої як плівка або ПЗЗ у камері. f={робоча відстань/поле зору довга сторона (або коротка сторона)}XCCD довга сторона (або коротка сторона)

Вплив фокусної відстані: чим менше фокусна відстань, тим більше глибина різкості; чим менше фокусна відстань, тим більше спотворення; чим менша фокусна відстань, тим серйозніше явище віньєтування, яке зменшує освітлення на краю аберації.

роздільна здатність:

Вказує на мінімальну відстань між 2 точками, які можна побачити за допомогою набору лінз об’єктива

0,61x використана довжина хвилі (λ) / NA = роздільна здатність (μ)

Наведений вище метод розрахунку теоретично може обчислити роздільну здатність, але не включає спотворення.

※Використана довжина хвилі 550 нм

визначення:

Кількість чорних і білих ліній видно в середині 1 мм. Одиниця (lp)/мм.

MTF(Функція передачі модуляції)

machine-vision-lens-05

МОГ

Спотворення:

Одним із показників для вимірювання продуктивності об’єктива є аберація. Це стосується прямої лінії поза головною віссю в площині об’єкта, яка стає кривою після зображення оптичною системою. Помилка зображення цієї оптичної системи називається спотворенням. Аберації спотворення впливають лише на геометрію зображення, а не на різкість зображення.

Діафрагма та F-число:

Лінзоподібний лист — це пристрій, який використовується для контролю кількості світла, що проходить через лінзу, зазвичай всередині лінзи. Ми використовуємо значення F для вираження розміру діафрагми, наприклад f1,4, F2,0, F2,8 тощо.

machine-vision-lens-06

Діафрагма та F-число

Оптичне збільшення:

Формула, яка використовується для розрахунку основного коефіцієнта масштабування, така: PMAG = розмір датчика (мм) / поле зору (мм)

Збільшення дисплея

Збільшення дисплея широко використовується в мікроскопії. Збільшення відображення вимірюваного об'єкта залежить від трьох факторів: оптичного збільшення лінзи, розміру сенсорного чіпа промислової камери (розміру поверхні мішені) і розміру дисплея.

Збільшення дисплея = оптичне збільшення об’єктива × розмір дисплея × 25,4 / розмір нахилу по діагоналі

Основні категорії промислових лінз

Класифікація

•За фокусною відстанню: простий і зум

•За діафрагмою: фіксована діафрагма та змінна діафрагма

• За інтерфейсом: інтерфейс C, інтерфейс CS, інтерфейс F тощо.

• Поділені на кратні: об’єктив із фіксованим збільшенням, об’єктив із безперервним збільшенням

• До дуже важливих лінз, які зазвичай використовуються в галузі машинного зору, належать лінзи FA, телецентричні лінзи та промислові мікроскопи тощо.

Основні моменти, які необхідно врахувати при виборілінза машинного зору:

1. Поле зору, оптичне збільшення та бажана робоча відстань. Вибираючи об’єктив, ми виберемо об’єктив із трохи більшим полем зору, ніж вимірюваний об’єкт, щоб полегшити контроль руху.

2. Вимоги до глибини різкості: для проектів, які потребують глибини різкості, використовуйте якомога ширшу діафрагму; вибираючи лінзу зі збільшенням, вибирайте лінзу з малим збільшенням, наскільки це дозволяє проект. Якщо вимоги до проекту більш вимогливі, я, як правило, вибираю передовий об’єктив із високою глибиною різкості.

3. Розмір датчика та інтерфейс камери: наприклад, об’єктив 2/3 дюйма підтримує найбільшу нахильну поверхню промислової камери 2/3 дюйма, він не підтримує промислові камери розміром більше 1 дюйма.

4. Доступний простір: Клієнтам нереально змінити розмір обладнання, коли схема необов’язкова.


Час публікації: 15 листопада 2022 р