În proiectarea sistemului de viziune încorporată, modulul camerei este adesea considerat miezul, dar lentile-„ochiul” din spatele acestuia-este adevăratul suflet care determină calitatea imaginii. O lentilă de înaltă calitate maximizează performanța senzorului de imagine, în timp ce un obiectiv necorespunzător poate duce la imagini încețoșate și distorsionate, sau chiar poate face inutil întregul sistem. Pentru ingineri, înțelegerea logicii de bază din spatele modului de a alege un obiectiv al camerei este primul pas în construirea unui sistem de viziune performant.
În calitate de consultant specializat în module de cameră, acest articol va oferi o analiză aprofundată a diferitelor tipuri de lentile și a principiilor lor de funcționare și va oferi un ghid practic detaliat pentru a vă ajuta să cântăriți diverși parametri cheie și să selectați cele mai bune obiective pentru aplicația dvs.
Care sunt diferitele tipuri de lentile?
Pentru a răspunde la întrebarea despre ce este un obiectiv pentru o cameră foto, mai întâi trebuie să clasificăm lentilele pentru a înțelege mai bine caracteristicile și utilizările acestora. În câmpul de viziune încorporat, lentilele sunt, în general, clasificate pe baza proprietăților lor optice și a interfeței mecanice.
- Lentile primare:Aceste lentile au o distanță focală fixă și nu pot realiza zoom optic. Punctul lor de vânzare constă în designul lor optic relativ simplu, care oferă o calitate excelentă a imaginii, o deschidere largă și o denaturare redusă. Dezavantajul lentilelor cu focalizare fixă este lipsa lor de flexibilitate. Odată instalat, câmpul lor vizual (FOV) este fixat.
- Lentile zoom:Aceste lentile au o distanță focală variabilă, permițând inginerilor să schimbe câmpul vizual prin reglarea distanței focale. Punctul lor de vânzare este flexibilitatea, permițând unui singur obiectiv să se adapteze la o varietate de scenarii. Cu toate acestea, dezavantajul lor este designul optic complex și, în general, le lipsește calitatea imaginii, deschiderea și controlul distorsionării lentilelor cu focalizare fixă.
- Lentile telecentrice:Aceste lentile sunt specializate pentru viziunea mașinii. Caracteristica lor unică este că toate razele principale sunt paralele cu axa optică. Punctul lor de vânzare principal este acela că elimină eroarea de perspectivă, asigurându -se că mărirea unui obiect nu se schimbă cu distanța sa față de obiectiv. Acest lucru este crucial pentru măsurarea dimensională de înaltă precizie și aplicațiile de inspecție industrială.
- Lentile cu unghi larg și pește:Aceste lentile au distanțe focale extrem de scurte și pot capta un câmp vizual foarte larg. Lentilele Fishye pot oferi chiar un câmp vizual care depășește 180 de grade. Punctul său de vânzare este capacitatea sa de a găzdui mai multe informații într -un singur cadru, ceea ce îl face potrivit pentru scenarii precum supravegherea panoramică. Cu toate acestea, dezavantajul său este o denaturare severă a butoiului, care necesită corectarea software -ului.
- C-Mount & CS-Mount:Acesta nu este un tip optic, ci mai degrabă un standard mecanic de montare. C-Mount și CS-Mount sunt două suporturi comune de lentile industriale. Distanța focală a flanșei (FD) pentru C-Mount este de 17.526mm, în timp ce cea pentru CS-Mount este de 12.526mm. Înțelegerea diferențelor dintre aceste două suporturi este esențială pentru a asigura o potrivire fizică adecvată între obiectiv șimodul de cameră.
Factori de top de luat în considerare atunci când alegeți un obiectiv de cameră încorporat
Pentru a răspunde la întrebarea modului de a alege o lentilă a camerei, trebuie să efectuăm o analiză aprofundată pe mai multe dimensiuni. Nu este vorba doar de selectarea unui obiectiv; Este vorba despre echilibrarea performanței, costurilor și dimensiunii fizice.
1.. Distanță focală și câmp de vedere
Lungimea focală este un parametru al lentilei de bază, determinând câmpul vizual și mărire. O distanță focală mai scurtă are un câmp vizual mai larg; O distanță focală mai lungă are un câmp vizual mai restrâns, dar poate captura obiecte mai departe. În sistemele încorporate, distanța focală a unui obiectiv trebuie adesea calculată cu precizie pentru a se asigura că obiectul țintă este complet capturat pe senzorul de imagine. Acest lucru necesită luarea în considerare a distanței de lucru și a dimensiunii senzorului.
2. Aperture & F-Number
Apertura este dimensiunea găurii din obiectivul care controlează cantitatea de lumină care intră, de obicei exprimată ca un număr F. Un număr F mai mic înseamnă o deschidere mai mare, care permite să intre mai multă lumină, ceea ce este crucial pentru imagistica în medii cu lumină scăzută. O diafragmă mare permite senzorului de imagine să capteze suficiente informații despre imagine cu un timp de expunere mai scurt, crescând astfel rata de cadru. Cu toate acestea, o diafragmă mare are ca rezultat o adâncime de câmp mică, ceea ce înseamnă că doar obiectele la o anumită distanță sunt în centrul atenției. Aceasta este o provocare în aplicațiile de viziune a mașinilor în care claritatea completă a întregului obiect este crucială.
3. Cercul imaginii și dimensiunea senzorului
Cercul de imagine este zona circulară pe care o lentilă o poate imagina clar. Cercul de imagine al unei lentile trebuie să fie mai mare sau egal cu dimensiunea diagonală a senzorului de imagine. Acest lucru este crucial pentru potrivirea obiectivului cu modulul camerei. Dacă cercul de imagine al unei lentile este prea mic, va avea loc o vignetare severă la marginile imaginii, afectând calitatea imaginii și poate provoca eșecul algoritmilor de viziune a mașinii.
4. Rezoluție și curbă MTF
Obiectivul în sine au limitări de rezoluție, măsurate de curba MTF (funcția de transfer de modulare). Un obiectiv de înaltă rezoluție poate proiecta mai multe detalii pe senzorul de imagine, permițând modulului camerei să capteze o imagine mai fină. Prin urmare, rezoluția obiectivului trebuie să se potrivească cu dimensiunea pixelilor senzorului de imagine. În caz contrar, chiar și cu un senzor cu pixeli mari, claritatea finală a imaginii nu poate fi garantată.
5. distorsiune
Distorsiunea se referă la distorsiunea geometrică cauzată de obiectiv. Exemple comune includ distorsionarea butoiului și distorsionarea pincusului. În aplicațiile care necesită măsurare dimensională precisă (inspecție a calității industriale) și reconstrucție 3D, denaturarea lentilelor este o provocare obligatorie. Acesta distorsionează forma obiectului, afectând precizia măsurării. Lentilele telecentrice sunt cea mai bună soluție la această problemă.
6. Distanța de lucru
Distanța de lucru este distanța dintre fața obiectivului și subiectul. Diferite lentile au diferite intervale optime de distanță de lucru. Când selectați un obiectiv, asigurați -vă că se poate concentra clar la această distanță. Pentru aplicații macro sau ultra-distanță, sunt necesare tipuri de lentile specializate.
7. Tip de montare
Montarea este standardul de conectare mecanică dintre obiectiv și modulul camerei, cum ar fi C-Mount și CS-Mount. Suporturile standardizate permit utilizarea interschimbabilă a lentilelor și a modulelor de cameră de la diferiți producători. Este important de menționat că C-Mount și CS-Mount au distanțe focale de flanșă diferite. Dacă folosiți unModul de cameră CS-MountCu un obiectiv C-Mount, este necesar un distanțier de 5 mm.
Rezumat
Alegerea unui obiectiv de cameră este o decizie de inginerie sistematică. Este necesar ca inginerii să înțeleagă nu numai categoriile de lentile, ci și să înțeleagă profund interacțiunea parametrilor cheie, cum ar fi distanța focală, deschiderea, cercul de imagine, rezoluția, distorsiunea și distanța de lucru. Obiectivul este prima legătură pe calea optică a unui sistem de viziune încorporat. Selecția sa determină direct plafonul de performanță al întregului sistem.
MuchVision vă ajută cu selecția lentilelor
Luptați cu selecția lentilelor pentru proiectul dvs.?Contactați echipa noastră de experți astăzi. Vom oferi selecție profesională de selecție a lentilelor și consultanță pentru soluții optice pentru a vă ajuta să construiți cel mai bun sistem de viziune încorporat pentru aplicația dvs.!
