ما الذي يجب مراعاته عند اختيار العدسات الصناعية؟

1.حوامل العدسات الصناعية

هناك ثلاثة أنواع رئيسيةعدسةأنواع حوامل العدسات: حامل F، وحامل C، وحامل CS. يُعد حامل F حاملًا عالميًا، وهو مناسب عمومًا للعدسات ذات البعد البؤري الأكبر من 25 مم؛ بينما عندما يكون البعد البؤري للعدسة الشيئية أقل من 25 مم، نظرًا لصغر حجم العدسة الشيئية، يُستخدم حامل C أو حامل CS، ويستخدم البعض أيضًا حامل M12.

الفرق بين Cجبلو CSجبل:

يكمن الفرق بين واجهات C-mount و CS-mount في المسافة من سطح تلامس العدسة والكاميرا إلى مستوى بؤرة العدسة (الموضع الذي يوجد فيه مستشعر صورة CCD الخاص بالكاميرا): هذه المسافة هي 17.53 مم لـ C-mount و 12.5 مم لـ CS-mount.

تتوافق عدسات C-mount مع كاميرات C-mount، وتتوافق عدسات CS-mount مع كاميرات CS-mount. يمكن استخدام عدسة C-mount مع كاميرا CS-mount بإضافة حلقة محول 5 مم C/CS. مع ذلك، لا يمكن استخدام عدسة CS-mount مع كاميرا C-mount.

حوامل العدسات الصناعية

2.المعايير الأساسية للعدسات الصناعية

1)مجال الرؤية (FOV)يشير هذا المصطلح إلى المساحة المرئية من الجسم المراد رصده، وتحديداً الجزء من الجسم الذي يملأ مستشعر الصورة في الكاميرا. (يُعدّ مجال الرؤية عاملاً أساسياً يجب مراعاته عند اختيار طراز الكاميرا).

مخطط مجال الرؤية

2)مسافة العمل (WD)يشير إلى المسافة من مقدمةعدسةبالنسبة للهدف المراد فحصه، وتحديداً المسافة إلى السطح حيث تتشكل صورة واضحة. (تشمل العوامل الرئيسية التي يجب مراعاتها أثناء الاختيار ما إذا كانت مسافة العمل قابلة للتعديل وما إذا كانت هناك مساحة كافية للتركيب).

3)دقةحجم أصغر ميزة قابلة للتمييز على الجسم قيد الفحص والتي يمكن لنظام التصوير اكتشافها. في معظم الحالات، كلما صغر مجال الرؤية، كانت الدقة أفضل.

4)عمق المجال (DOF)قدرة العدسة على الحفاظ على الدقة المطلوبة عند وضع الجسم بالقرب من نقطة التركيز المثالية أو بعيدًا عنها. (من الضروري تحديد ما إذا كان لدى العميل متطلبات محددة فيما يتعلق بعمق المجال).

مخطط عمق المجال

3.معايير أخرى للعدسات الصناعية

1)حجم مستشعر الصورةحجم المنطقة الفعالة لمستشعر الصورة في الكاميرا، ويُشير عادةً إلى البُعد الأفقي. يُعدّ هذا المُعامل بالغ الأهمية لتحديد تكبير العدسة المُناسب لتحقيق مجال الرؤية المطلوب. يُعرَّف التكبير الأساسي للعدسة (PMAG) بنسبة حجم مستشعر الصورة إلى مجال الرؤية. مع أن حجم مستشعر الصورة ومجال الرؤية مُعاملان أساسيان، إلا أن PMAG نفسه لا يُصنَّف ضمنهما.

رسم تخطيطي لشريحة حساسة للضوء

2)البعد البؤري (f)مقياس لتقارب أو تباعد الضوء في نظام بصري، ويُعرَّف بأنه المسافة من المركز البصري لـعدسةإلى النقطة البؤرية حيث يتقارب الضوء. في الكاميرا، يشير إلى المسافة من مركز العدسة إلى مستوى التصوير (مثل الفيلم أو مستشعر CCD). (صيغة للتذكر): f = {مسافة العمل / الجانب الأطول (أو الأقصر) لمجال الرؤية} × الجانب الأطول (أو الأقصر) لمستشعر CCD.

تأثيرات البعد البؤري هي كما يلي: كلما كان البعد البؤري أقصر، زاد عمق المجال؛ وكلما كان البعد البؤري أقصر، زاد التشوه؛ وكلما كان البعد البؤري أقصر، زادت حدة التظليل، مما يؤدي إلى انخفاض الإضاءة عند حواف الصورة.

3)دقة: يشير إلى الحد الأدنى للفصل بين نقطتين يمكن تمييزهما بواسطة مجموعة من العدسات الموضوعية.

0.61 × الطول الموجي (π) / NA = الدقة (μ)

يمكن لطريقة الحساب المذكورة أعلاه نظرياً تحديد الدقة، لكنها لا تأخذ في الاعتبار التشوه.

※ الطول الموجي المستخدم: 550 نانومتر

4)القدرة على التمييز: عدد أزواج الخطوط السوداء والبيضاء المرئية ضمن مسافة 1 مم؛ الوحدة: (lp)/مم.

MTF (دالة نقل التعديل)

مخطط MTF

5)تشويهأحد المقاييس المستخدمة للتقييمعدسةالأداء. يشير هذا المصطلح إلى خطأ في التصوير ضمن نظام بصري، حيث تُعرض الخطوط المستقيمة الواقعة في مستوى الجسم المراد تصويره - ولكنها لا تمر عبر المحور البصري - كخطوط منحنية في الصورة الناتجة. تؤثر تشوهات التشويه فقط على هندسة الصورة، وليس على حدتها.

6)فتحة العدسة ورقم Fالفتحة هي آلية - توجد عادةً داخل العدسة - تتحكم في كمية الضوء الداخل إليها. ويُعبّر عن حجم الفتحة باستخدام أرقام F، مثل F1.4 وF2.0 وF2.8.

مخطط قيمة الفتحة

7)التكبير البصريالصيغة المستخدمة لحساب التكبير الأساسي هي كما يلي: PMAG = حجم مستشعر الصورة (مم) / مجال الرؤية (مم).

8)تكبير العرضيُستخدم تكبير الشاشة على نطاق واسع في المجهر. ويعتمد تكبير الشاشة للجسم المراد رؤيته على ثلاثة عوامل: التكبير البصري لـعدسة، وحجم مستشعر الصورة الخاص بالكاميرا الصناعية (تنسيق المستشعر)، وحجم شاشة العرض.

تكبير الشاشة = التكبير البصري للعدسة × حجم الشاشة × 25.4 / حجم المستشعر القطري

4.الفئات الرئيسية للعدسات الصناعية

طريقة التصنيف:

1) مصنفة حسب البعد البؤري: البعد البؤري الثابت والبعد البؤري المتغير؛

2) مصنفة حسب الفتحة: فتحة ثابتة وفتحة متغيرة؛

3) مصنفة حسب التركيب: تركيب C، تركيب CS، تركيب F، إلخ؛

4) مصنفة حسب التكبير: عدسات ذات تكبير ثابت وعدسات تكبير مستمرة؛

تشمل العدسات الرئيسية الشائعة الاستخدام في صناعة رؤية الآلة بشكل أساسي عدسات FA والعدسات المتمركزة وعدسات المجهر الصناعي.

أنواع مختلفة من العدسات الصناعية

5.الاعتبارات الرئيسية لاختيار العدسات الصناعية

عند اختيارعدسة، يجب علينا أولاً تحديد متطلبات العميل:

1) مجال الرؤية، والتكبير البصري، ومسافة العمل المطلوبة: عند اختيار العدسة، نختار عدسة ذات مجال رؤية أكبر قليلاً من الجسم المراد فحصه لتسهيل التحكم في الحركة.

٢) متطلبات عمق المجال: بالنسبة للمشاريع التي تتطلب عمق مجال محدد، استخدم أصغر فتحة عدسة ممكنة؛ عند اختيار العدسة، اختر أقل تكبير ممكن ضمن قيود المشروع. أما بالنسبة للتطبيقات الصعبة، فأعطِ الأولوية للعدسات عالية الجودة التي توفر عمق مجال فائق.

3) حجم المستشعر وواجهة الكاميرا: على سبيل المثال، تدعم عدسة 2/3 بوصة حجم مستشعر كاميرا صناعية أقصى يبلغ 2/3 بوصة؛ ولا يمكنها دعم الكاميرات الصناعية ذات المستشعرات الأكبر من بوصة واحدة.

4) انتبه للتنسيق مع مصدر الضوء واختر عدسة مناسبة.

5) مساحة التركيب: عندما يتم تحديد خطة التصميم بالفعل، فمن غير الواقعي مطالبة العميل بتغيير أبعاد المعدات.