Как да изберем лещи за машинно зрение

Видове отиндустриална лещамонтиране

Съществуват основно четири вида интерфейси, а именно F-байонет, C-байонет, CS-байонет и M12. F-байонетът е интерфейс с общо предназначение и е подходящ за обективи с фокусно разстояние над 25 мм. Когато фокусното разстояние на обектива е по-малко от около 25 мм, поради малкия размер на обектива, се използва C-байонет или CS-байонет, а някои използват интерфейс M12.

Разликата между C-монтиране и CS-монтиране

Разликата между C и CS интерфейсите е, че разстоянието от контактната повърхност на обектива и камерата до фокалната равнина на обектива (позицията, където трябва да бъде CCD фотоелектричният сензор на камерата) е различно. Разстоянието за C-mount интерфейса е 17,53 мм.

Към обектив с CS байонет може да се добави 5-милиметров адаптерен пръстен C/CS, така че да може да се използва с фотоапарати тип C.

леща-за-машинно-зрение-01

Разликата между C-монтиране и CS-монтиране

Основни параметри на индустриалните лещи

Зрително поле (FOV):

Зрителното поле (FOV) се отнася до видимия обхват на наблюдавания обект, т.е. частта от обекта, заснет от сензора на камерата. (Обхватът на зрителното поле е нещо, което трябва да се разбере при избора.)

леща-за-машинно-зрение-02

Зрително поле

Работно разстояние (WD):

Отнася се за разстоянието от предната част на лещата до тествания обект. Тоест, разстоянието до повърхността за ясно изображение.

Резолюция:

Най-малкият различим размер на обекта върху проверявания обект, който може да бъде измерен от системата за изображения. В повечето случаи, колкото по-малко е зрителното поле, толкова по-добра е разделителната способност.

Дълбочина на видимост (DOF):

Способността на обектива да поддържа желаната разделителна способност, когато обектите са по-близо или по-далеч от най-добрия фокус.

леща-за-машинно-зрение-03

Дълбочина на зрението

Други параметри наиндустриални лещи

Размер на фоточувствителния чип:

Ефективният размер на площта на сензорния чип на камерата обикновено се отнася до хоризонталния размер. Този параметър е много важен за определяне на правилното мащабиране на обектива, за да се получи желаното зрително поле. Коефициентът на основно увеличение на обектива (PMAG) се определя от съотношението на размера на сензорния чип към зрителното поле. Въпреки че основните параметри включват размера и зрителното поле на фоточувствителния чип, PMAG не е основен параметър.

леща-за-машинно-зрение-04

Размер на фоточувствителния чип

Фокусно разстояние (f):

„Фокусното разстояние е мярка за концентрацията или дивергенцията на светлината в оптична система, която се отнася до разстоянието от оптичния център на лещата до фокуса на събиране на светлина. Това е и разстоянието от центъра на лещата до равнината на изображението, като например филма или CCD в камерата. f={работно разстояние/зрително поле дълга страна (или къса страна)}XCCD дълга страна (или къса страна)

Влияние на фокусното разстояние: колкото по-малко е фокусното разстояние, толкова по-голяма е дълбочината на рязкост; колкото по-малко е фокусното разстояние, толкова по-голямо е изкривяването; колкото по-малко е фокусното разстояние, толкова по-сериозно е явлението винетиране, което намалява осветеността в ръба на аберацията.

Резолюция:

Показва минималното разстояние между 2 точки, което може да се види от комплект обективи.

0,61x използвана дължина на вълната (λ) / NA = разделителна способност (μ)

Горният метод на изчисление може теоретично да изчисли разделителната способност, но не включва изкривяване.

※Използваната дължина на вълната е 550nm

Дефиниция:

Броят на черните и белите линии може да се види в средата на 1 мм. Единица (lp)/mm.

MTF (Модулационно-трансферна функция)

леща-за-машинно-зрение-05

МТФ

Изкривяване:

Един от показателите за измерване на работата на обектива е аберацията. Тя се отнася до правата линия извън главната ос в равнината на обекта, която се превръща в крива след изобразяване от оптичната система. Грешката в изобразяването на тази оптична система се нарича дисторсия. Дисторсионните аберации засягат само геометрията на изображението, а не неговата острота.

Бленда и F-число:

Лентикулярният лист е устройство, използвано за контрол на количеството светлина, преминаващо през леща, обикновено вътре в нея. Използваме стойността F, за да изразим размера на блендата, например f1.4, F2.0, F2.8 и др.

леща-за-машинно-зрение-06

Бленда и F-число

Оптично увеличение:

Формулата, използвана за изчисляване на основното коефициент на мащабиране, е следната: PMAG = размер на сензора (mm) / зрително поле (mm)

Увеличение на дисплея

Увеличението на дисплея се използва широко в микроскопията. Увеличението на дисплея на измервания обект зависи от три фактора: оптичното увеличение на лещата, размера на сензорния чип на индустриалната камера (размерът на целевата повърхност) и размера на дисплея.

Увеличение на дисплея = оптично увеличение на обектива × размер на дисплея × 25,4 / размер на диагонала на наклона

Основни категории индустриални лещи

Класификация

• По фокусно разстояние: фиксирано и зуум

• По бленда: фиксирана бленда и променлива бленда

• По интерфейс: C интерфейс, CS интерфейс, F интерфейс и др.

• Разделено на кратни: обектив с фиксирано увеличение, обектив с непрекъснато увеличение

• Много важните лещи, често използвани в индустрията за машинно зрение, включват главно FA лещи, телецентрични лещи и промишлени микроскопи и др.

Основните моменти, които трябва да се вземат предвид при избора налеща за машинно зрение:

1. Зрително поле, оптично увеличение и желано работно разстояние: Когато избираме обектив, ще изберем такъв с малко по-голямо зрително поле от измервания обект, за да улесним контрола на движението.

2. Изисквания за дълбочина на рязкост: За проекти, които изискват дълбочина на рязкост, използвайте възможно най-малка бленда; когато избирате обектив с увеличение, изберете обектив с малко увеличение, доколкото проектът позволява. Ако изискванията на проекта са по-взискателни, аз съм склонен да избера авангарден обектив с голяма дълбочина на рязкост.

3. Размер на сензора и интерфейс на камерата: Например, обективът 2/3″ поддържа най-голямата повърхност за наклон на индустриалната камера от 2/3″, той не може да поддържа индустриални камери по-големи от 1 инч.

4. Налично пространство: Нереалистично е клиентите да променят размера на оборудването, когато схемата е по избор.


Време на публикуване: 15 ноември 2022 г.