Τι πρέπει να λάβετε υπόψη κατά την επιλογή βιομηχανικών φακών;

1.Βιομηχανικές βάσεις φακών

Υπάρχουν τρία mainstreamφακόςΤύποι βάσης: F-mount, C-mount και CS-mount. Η F-mount είναι μια καθολική βάση, γενικά κατάλληλη για φακούς με εστιακή απόσταση μεγαλύτερη από 25 mm. Ενώ όταν η εστιακή απόσταση του αντικειμενικού φακού είναι μικρότερη από 25 mm, λόγω του μικρού μεγέθους του αντικειμενικού φακού, χρησιμοποιείται C-mount ή CS-mount, ενώ ορισμένες χρησιμοποιούν και βάση M12.

Η διαφορά μεταξύ του Cβουνόκαι το CSβουνό:

Η διαφορά μεταξύ των διεπαφών C-mount και CS-mount έγκειται στην απόσταση από την επιφάνεια επαφής φακού-κάμερας έως το εστιακό επίπεδο του φακού (τη θέση όπου βρίσκεται ο αισθητήρας εικόνας CCD της κάμερας): αυτή η απόσταση είναι 17,53 mm για C-mount και 12,5 mm για CS-mount.

Οι φακοί C-mount είναι συμβατοί με κάμερες C-mount και οι φακοί CS-mount είναι συμβατοί με κάμερες CS-mount. Ένας φακός C-mount μπορεί να χρησιμοποιηθεί με μια κάμερα CS-mount προσθέτοντας έναν δακτύλιο προσαρμογέα C/CS 5 mm. Ωστόσο, ένας φακός CS-mount δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί με μια κάμερα C-mount.

Βιομηχανικές βάσεις φακών

2.Βασικές παράμετροι βιομηχανικών φακών

1)Οπτικό πεδίο (FOV)Αναφέρεται στην ορατή περιοχή του παρατηρούμενου αντικειμένου—συγκεκριμένα, στο τμήμα του αντικειμένου που γεμίζει τον αισθητήρα εικόνας της κάμερας. (Το οπτικό πεδίο είναι ένας σημαντικός παράγοντας που πρέπει να λάβετε υπόψη κατά την επιλογή ενός μοντέλου.)

Διάγραμμα οπτικού πεδίου

2)Απόσταση εργασίας (WD): Αναφέρεται στην απόσταση από το μπροστινό μέρος τουφακόςστο αντικείμενο που ελέγχεται—συγκεκριμένα, η απόσταση από την επιφάνεια όπου σχηματίζεται μια καθαρή εικόνα. (Βασικοί παράγοντες που πρέπει να ληφθούν υπόψη κατά την επιλογή περιλαμβάνουν το εάν η απόσταση εργασίας είναι ρυθμιζόμενη και εάν υπάρχει επαρκής χώρος εγκατάστασης.)

3)Ψήφισμα: Το μέγεθος του μικρότερου ευδιάκριτου χαρακτηριστικού στο υπό εξέταση αντικείμενο που μπορεί να ανιχνεύσει το σύστημα απεικόνισης. Στις περισσότερες περιπτώσεις, όσο μικρότερο είναι το οπτικό πεδίο, τόσο καλύτερη είναι η ανάλυση.

4)Βάθος Πεδίου (DOF): Η ικανότητα ενός φακού να διατηρεί την απαιτούμενη ανάλυση όταν ένα αντικείμενο βρίσκεται πιο κοντά ή πιο μακριά από το βέλτιστο εστιακό σημείο. (Είναι απαραίτητο να προσδιοριστεί εάν ο πελάτης έχει συγκεκριμένες απαιτήσεις σχετικά με το βάθος πεδίου.)

Διάγραμμα βάθους πεδίου

3.Άλλες παράμετροι βιομηχανικών φακών

1)Μέγεθος αισθητήρα εικόνας: Το μέγεθος της ενεργής περιοχής του αισθητήρα εικόνας της κάμερας, που συνήθως αναφέρεται στην οριζόντια διάσταση. Αυτή η παράμετρος είναι κρίσιμη για τον προσδιορισμό της κατάλληλης μεγέθυνσης του φακού για την επίτευξη του επιθυμητού οπτικού πεδίου. Η κύρια μεγέθυνση του φακού (PMAG) ορίζεται από την αναλογία του μεγέθους του αισθητήρα εικόνας προς το οπτικό πεδίο. Παρόλο που το μέγεθος του αισθητήρα εικόνας και το οπτικό πεδίο είναι θεμελιώδεις παράμετροι, το ίδιο το PMAG δεν ταξινομείται ως ένα από αυτά.

Σχηματικό διάγραμμα φωτοευαίσθητου τσιπ

2)Εστιακή απόσταση (f): Ένα μέτρο σύγκλισης ή απόκλισης φωτός σε ένα οπτικό σύστημα, που ορίζεται ως η απόσταση από το οπτικό κέντρο τουφακόςστο εστιακό σημείο όπου συγκλίνει το φως. Σε μια κάμερα, αναφέρεται στην απόσταση από το κέντρο του φακού έως το επίπεδο απεικόνισης (όπως φιλμ ή αισθητήρα CCD). (Τύπος που πρέπει να θυμάστε): f = {Απόσταση εργασίας / Μακριά πλευρά (ή Μικρή πλευρά) του οπτικού πεδίου} × Μακριά πλευρά (ή Μικρή πλευρά) του CCD.

Οι επιδράσεις του εστιακού μήκους είναι οι εξής: Όσο μικρότερη είναι η εστιακή απόσταση, τόσο μεγαλύτερο είναι το βάθος πεδίου. Όσο μικρότερη είναι η εστιακή απόσταση, τόσο μεγαλύτερη είναι η παραμόρφωση. Και όσο μικρότερη είναι η εστιακή απόσταση, τόσο πιο έντονο είναι το βινιετάρισμα, με αποτέλεσμα μειωμένο φωτισμό στις άκρες της εικόνας.

3)Ψήφισμα: Υποδεικνύει την ελάχιστη απόσταση μεταξύ δύο σημείων που είναι διακριτά από ένα σύνολο αντικειμενικών φακών.

0,61 × Μήκος κύματος (λ) / NA = Ανάλυση (μ)

Η παραπάνω μέθοδος υπολογισμού μπορεί θεωρητικά να καθορίσει την ανάλυση, αλλά δεν λαμβάνει υπόψη την παραμόρφωση.

※ Χρησιμοποιούμενο μήκος κύματος: 550nm

4)Διαλυτική Δύναμη: Ο αριθμός των ζευγών μαύρων και λευκών γραμμών που είναι ορατές εντός εύρους 1 mm· μονάδα: (lp)/mm.

MTF (Συνάρτηση Μεταφοράς Διαμόρφωσης)

Διάγραμμα MTF

5)Παραμόρφωση: Μία από τις μετρήσεις που χρησιμοποιούνται για την αξιολόγησηφακόςαπόδοση. Αναφέρεται σε ένα σφάλμα απεικόνισης σε ένα οπτικό σύστημα όπου οι ευθείες γραμμές που βρίσκονται στο επίπεδο του θέματος—αλλά δεν διέρχονται από τον οπτικό άξονα—αποδίδονται ως καμπύλες γραμμές στην προκύπτουσα εικόνα. Οι εκτροπές παραμόρφωσης επηρεάζουν μόνο τη γεωμετρία μιας εικόνας, όχι την ευκρίνειά της.

6)Διάφραγμα και αριθμός FΤο διάφραγμα είναι ένας μηχανισμός—που συνήθως βρίσκεται μέσα στον φακό—που ελέγχει την ποσότητα φωτός που εισέρχεται στον φακό. Το μέγεθος του διαφράγματος εκφράζεται χρησιμοποιώντας αριθμούς F, όπως F1.4, F2.0 και F2.8.

Διάγραμμα τιμών διαφράγματος

7)Οπτική μεγέθυνσηΟ τύπος που χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό της κύριας μεγέθυνσης έχει ως εξής: PMAG = Μέγεθος αισθητήρα εικόνας (mm) / Οπτικό πεδίο (mm).

8)Μεγέθυνση οθόνηςΗ μεγέθυνση οθόνης χρησιμοποιείται ευρέως στη μικροσκοπία. Η μεγέθυνση οθόνης του αντικειμένου που παρατηρείται εξαρτάται από τρεις παράγοντες: την οπτική μεγέθυνση τουφακός, το μέγεθος του αισθητήρα εικόνας της βιομηχανικής κάμερας (μορφή αισθητήρα) και το μέγεθος της οθόνης.

Μεγέθυνση οθόνης = Οπτική μεγέθυνση φακού × Μέγεθος οθόνης × 25,4 / Διαγώνιος αισθητήρα

4.Κύριες κατηγορίες βιομηχανικών φακών

Μέθοδος ταξινόμησης:

1) Ταξινόμηση κατά εστιακή απόσταση: σταθερή εστιακή απόσταση και εστιακή απόσταση ζουμ.

2) Ταξινόμηση κατά διάφραγμα: σταθερό διάφραγμα και μεταβλητό διάφραγμα.

3) Ταξινομημένος κατά βάση: C-mount, CS-mount, F-mount, κ.λπ.

4) Ταξινόμηση κατά μεγέθυνση: φακοί σταθερής μεγέθυνσης και φακοί συνεχούς ζουμ.

Οι βασικοί φακοί που χρησιμοποιούνται συνήθως στη βιομηχανία μηχανικής όρασης περιλαμβάνουν κυρίως φακούς FA, τηλεκεντρικούς φακούς και βιομηχανικούς φακούς μικροσκοπίου.

Διάφοροι τύποι βιομηχανικών φακών

5.Βασικές παραμέτρους για την επιλογή βιομηχανικών φακών

Όταν επιλέγετε έναφακός, πρέπει πρώτα να προσδιορίσουμε τις απαιτήσεις του πελάτη:

1) Οπτικό πεδίο, οπτική μεγέθυνση και επιθυμητή απόσταση εργασίας: Όταν επιλέγουμε έναν φακό, επιλέγουμε έναν με οπτικό πεδίο ελαφρώς μεγαλύτερο από το αντικείμενο που εξετάζουμε για να διευκολύνουμε τον έλεγχο της κίνησης.

2) Απαιτήσεις βάθους πεδίου: Για έργα που απαιτούν συγκεκριμένο βάθος πεδίου, χρησιμοποιήστε το μικρότερο δυνατό διάφραγμα. Όταν επιλέγετε φακό, επιλέξτε τη χαμηλότερη δυνατή μεγέθυνση που επιτρέπεται από τους περιορισμούς του έργου. Για απαιτητικές εφαρμογές, δώστε προτεραιότητα σε φακούς υψηλής ποιότητας που προσφέρουν ανώτερο βάθος πεδίου.

3) Μέγεθος αισθητήρα και διεπαφή κάμερας: Για παράδειγμα, ένας φακός 2/3″ υποστηρίζει μέγιστο μέγεθος αισθητήρα βιομηχανικής κάμερας 2/3″. Δεν μπορεί να υποστηρίξει βιομηχανικές κάμερες με αισθητήρες μεγαλύτερους από 1 ίντσα.

4) Δώστε προσοχή στον συντονισμό με την πηγή φωτός και επιλέξτε έναν κατάλληλο φακό.

5) Χώρος εγκατάστασης: Όταν το σχέδιο σχεδιασμού έχει ήδη καθοριστεί, είναι μη ρεαλιστικό να ζητηθεί από τον πελάτη να αλλάξει τις διαστάσεις του εξοπλισμού.