Was ist bei der Auswahl von Industrieobjektiven zu beachten?

1.Industrielle Objektivanschlüsse

Es gibt drei gängigeLinseEs gibt drei Anschlussarten: F-Bajonett, C-Bajonett und CS-Bajonett. Das F-Bajonett ist ein Universalanschluss und eignet sich im Allgemeinen für Objektive mit einer Brennweite von mehr als 25 mm. Bei Objektiven mit einer Brennweite von weniger als 25 mm wird aufgrund ihrer geringen Größe ein C-Bajonett oder CS-Bajonett verwendet; in einigen Fällen kommt auch ein M12-Bajonett zum Einsatz.

Der Unterschied zwischen dem Cmontierenund die CSmontieren:

Der Unterschied zwischen C-Mount- und CS-Mount-Schnittstellen liegt im Abstand von der Kontaktfläche zwischen Objektiv und Kamera zur Brennebene des Objektivs (der Position, an der sich der CCD-Bildsensor der Kamera befindet): Dieser Abstand beträgt 17,53 mm beim C-Mount und 12,5 mm beim CS-Mount.

C-Mount-Objektive sind mit C-Mount-Kameras kompatibel, CS-Mount-Objektive hingegen mit CS-Mount-Kameras. Ein C-Mount-Objektiv kann mithilfe eines 5-mm-C/CS-Adapterrings an einer CS-Mount-Kamera verwendet werden. Umgekehrt ist die Verwendung eines CS-Mount-Objektivs an einer C-Mount-Kamera nicht möglich.

Industrielle Objektivanschlüsse

2.Grundlegende Parameter von Industrielinsen

1)Sichtfeld (FOV): Bezeichnet den sichtbaren Bereich des beobachteten Objekts – genauer gesagt, den Teil des Objekts, der den Bildsensor der Kamera ausfüllt. (Das Sichtfeld ist ein wesentlicher Faktor bei der Auswahl eines Modells.)

Sichtfelddiagramm

2)Arbeitsabstand (WD): Bezieht sich auf den Abstand von der Vorderseite desLinsezum zu untersuchenden Objekt – insbesondere der Abstand zur Oberfläche, bei dem ein klares Bild entsteht. (Wichtige Auswahlkriterien sind unter anderem die Einstellbarkeit des Arbeitsabstands und ausreichend Platz für die Installation.)

3)AuflösungDie Größe des kleinsten auflösbaren Merkmals auf dem zu untersuchenden Objekt, das das Bildgebungssystem erfassen kann. In den meisten Fällen gilt: Je kleiner das Sichtfeld, desto besser die Auflösung.

4)Schärfentiefe (DOF)Die Fähigkeit eines Objektivs, die erforderliche Auflösung beizubehalten, wenn sich ein Objekt näher am oder weiter entfernt vom optimalen Brennpunkt befindet. (Es muss geklärt werden, ob der Kunde spezielle Anforderungen an die Schärfentiefe hat.)

Tiefenschärfediagramm

3.Weitere Parameter von Industrielinsen

1)BildsensorgrößeDie Größe des aktiven Bereichs des Bildsensors einer Kamera, typischerweise in horizontaler Richtung, ist entscheidend für die Bestimmung der geeigneten Objektivvergrößerung, um das gewünschte Sichtfeld zu erzielen. Die primäre Objektivvergrößerung (PMAG) ist definiert als das Verhältnis von Bildsensorgröße zu Sichtfeld. Obwohl Bildsensorgröße und Sichtfeld grundlegende Parameter sind, zählt die PMAG selbst nicht zu diesen.

Schematische Darstellung des lichtempfindlichen Chips

2)Brennweite (f): Ein Maß für die Lichtkonvergenz oder -divergenz in einem optischen System, definiert als der Abstand vom optischen Zentrum desLinseDer Brennpunkt, an dem sich das Licht bündelt, ist der Abstand zwischen der Linsenmitte und der Bildebene (z. B. Film oder CCD-Sensor). (Wichtige Formel): f = {Arbeitsabstand / Längere Seite (oder kürzere Seite) des Bildfelds} × Längere Seite (oder kürzere Seite) des CCD-Sensors.

Die Auswirkungen der Brennweite sind folgende: Je kürzer die Brennweite, desto größer die Schärfentiefe; je kürzer die Brennweite, desto größer die Verzerrung; und je kürzer die Brennweite, desto stärker die Vignettierung, was zu einer reduzierten Ausleuchtung an den Bildrändern führt.

3)Auflösung: Gibt den minimalen Abstand zwischen zwei Punkten an, der mit einem Satz Objektivlinsen unterscheidbar ist.

0,61 × Wellenlänge (λ) / NA = Auflösung (μ)

Mit der oben beschriebenen Berechnungsmethode lässt sich theoretisch die Auflösung bestimmen, Verzerrungen werden dabei jedoch nicht berücksichtigt.

※ Verwendete Wellenlänge: 550 nm

4)Auflösungsvermögen: Die Anzahl der innerhalb eines 1 mm langen Abschnitts sichtbaren schwarzen und weißen Linienpaare; Einheit: (lp)/mm.

MTF (Modulationsübertragungsfunktion)

MTF-Diagramm

5)VerzerrungEine der Kennzahlen, die zur Bewertung verwendet werdenLinseBildverzerrungen bezeichnen einen Abbildungsfehler in einem optischen System, bei dem gerade Linien in der Bildebene – die jedoch nicht die optische Achse schneiden – im resultierenden Bild als gekrümmte Linien dargestellt werden. Verzeichnungen beeinträchtigen lediglich die Geometrie eines Bildes, nicht dessen Schärfe.

6)Blendenöffnung und BlendenzahlDie Blende ist ein Mechanismus – typischerweise im Inneren des Objektivs –, der die einfallende Lichtmenge steuert. Die Blendenöffnungsgröße wird mit Blendenzahlen wie F1.4, F2.0 und F2.8 angegeben.

Blendenwertdiagramm

7)Optische VergrößerungDie Formel zur Berechnung der Primärvergrößerung lautet wie folgt: PMAG = Bildsensorgröße (mm) / Sichtfeld (mm).

8)BildschirmvergrößerungDie Vergrößerung des Bildschirms findet in der Mikroskopie breite Anwendung. Die Vergrößerung des betrachteten Objekts hängt von drei Faktoren ab: der optischen Vergrößerung desLinse, die Größe des Bildsensors der Industriekamera (Sensorformat) und die Größe des Anzeigemonitors.

Anzeigevergrößerung = Optische Vergrößerung des Objektivs × Monitorgröße × 25,4 / Sensordiagonale

4.Hauptkategorien von Industrielinsen

Klassifizierungsmethode:

1) Klassifizierung nach Brennweite: Festbrennweite und Zoombrennweite;

2) Klassifizierung nach Öffnungsweite: feste Öffnungsweite und variable Öffnungsweite;

3) Klassifizierung nach Bajonettanschluss: C-Bajonett, CS-Bajonett, F-Bajonett usw.;

4) Klassifizierung nach Vergrößerung: Objektive mit fester Vergrößerung und stufenlose Zoomobjektive;

Zu den wichtigsten Objektiven, die in der Bildverarbeitungsindustrie üblicherweise verwendet werden, gehören FA-Objektive, telezentrische Objektive und Objektive für Industriemikroskope.

Verschiedene Arten von Industrielinsen

5.Wichtige Überlegungen bei der Auswahl von Industrieobjektiven

Bei der Auswahl einesLinseZunächst müssen wir die Anforderungen des Kunden ermitteln:

1) Sichtfeld, optische Vergrößerung und gewünschter Arbeitsabstand: Bei der Auswahl eines Objektivs wählen wir eines mit einem Sichtfeld, das etwas größer ist als das zu untersuchende Objekt, um die Bewegungssteuerung zu erleichtern.

2) Anforderungen an die Schärfentiefe: Verwenden Sie für Projekte, die eine bestimmte Schärfentiefe erfordern, die kleinstmögliche Blendenöffnung. Wählen Sie bei der Objektivauswahl die geringstmögliche Vergrößerung, die die Projektvorgaben zulassen. Für anspruchsvolle Anwendungen sollten Sie hochwertige Objektive mit überlegener Schärfentiefe bevorzugen.

3) Sensorgröße und Kameraschnittstelle: Beispielsweise unterstützt ein 2/3″-Objektiv eine maximale industrielle Kamerasensorgröße von 2/3″; es kann keine industriellen Kameras mit Sensoren unterstützen, die größer als 1 Zoll sind.

4) Achten Sie auf die Abstimmung mit der Lichtquelle und wählen Sie ein geeignetes Objektiv.

5) Aufstellungsraum: Wenn der Konstruktionsplan bereits festgelegt ist, ist es unrealistisch, den Kunden zu bitten, die Abmessungen der Ausrüstung zu ändern.