هنگام انتخاب لنزهای صنعتی چه مواردی را باید در نظر گرفت؟

1.پایه‌های لنز صنعتی

سه جریان اصلی وجود داردلنزانواع پایه: پایه F، پایه C و پایه CS. پایه F یک پایه جهانی است که عموماً برای لنزهایی با فاصله کانونی بیشتر از 25 میلی‌متر مناسب است؛ در حالی که وقتی فاصله کانونی لنز شیئی کمتر از 25 میلی‌متر باشد، به دلیل اندازه کوچک لنز شیئی، از پایه C یا پایه CS استفاده می‌شود و برخی نیز از پایه M12 استفاده می‌کنند.

تفاوت بین سیکوهو CSکوه:

تفاوت بین رابط‌های C-mount و CS-mount در فاصله‌ی سطح تماس لنز-دوربین تا صفحه‌ی کانونی لنز (موقعیتی که حسگر تصویر CCD دوربین در آن قرار دارد) نهفته است: این فاصله برای C-mount برابر با ۱۷.۵۳ میلی‌متر و برای CS-mount برابر با ۱۲.۵ میلی‌متر است.

لنزهای C-mount با دوربین‌های C-mount و لنزهای CS-mount با دوربین‌های CS-mount سازگار هستند. یک لنز C-mount را می‌توان با اضافه کردن یک حلقه آداپتور 5 میلی‌متری C/CS با یک دوربین CS-mount استفاده کرد. با این حال، یک لنز CS-mount را نمی‌توان با یک دوربین C-mount استفاده کرد.

پایه‌های لنز صنعتی

2.پارامترهای اساسی لنزهای صنعتی

1)میدان دید (FOV)به ناحیه قابل مشاهده جسم مورد مشاهده اشاره دارد - به طور خاص، بخشی از جسم که حسگر تصویر دوربین را پر می‌کند. (میدان دید یک عامل اساسی است که هنگام انتخاب مدل باید در نظر گرفته شود.)

نمودار میدان دید

2)فاصله کاری (WD): به فاصله از جلویلنزبه جسم مورد بررسی - به طور خاص، فاصله تا سطحی که تصویر واضح در آن تشکیل می‌شود. (عوامل کلیدی که باید هنگام انتخاب در نظر گرفته شوند عبارتند از اینکه آیا فاصله کاری قابل تنظیم است و آیا فضای نصب کافی وجود دارد یا خیر.)

3)وضوح تصویر: اندازه کوچکترین ویژگی قابل تفکیک روی جسم تحت بررسی که سیستم تصویربرداری می‌تواند تشخیص دهد. در بیشتر موارد، هرچه میدان دید کوچکتر باشد، وضوح تصویر بهتر است.

4)عمق میدان (DOF)توانایی یک لنز برای حفظ وضوح مورد نیاز هنگامی که یک شیء به نقطه کانونی بهینه نزدیک‌تر یا دورتر قرار می‌گیرد. (لازم است مشخص شود که آیا مشتری الزامات خاصی در مورد عمق میدان دارد یا خیر.)

نمودار عمق میدان

3.سایر پارامترهای لنزهای صنعتی

1)اندازه حسگر تصویر: اندازه ناحیه فعال حسگر تصویر دوربین، که معمولاً به بُعد افقی اشاره دارد. این پارامتر برای تعیین بزرگنمایی مناسب لنز برای دستیابی به میدان دید مطلوب بسیار مهم است. بزرگنمایی اولیه لنز (PMAG) با نسبت اندازه حسگر تصویر به میدان دید تعریف می‌شود. اگرچه اندازه حسگر تصویر و میدان دید پارامترهای اساسی هستند، خود PMAG به عنوان یکی از آنها طبقه‌بندی نمی‌شود.

نمودار شماتیک تراشه حساس به نور

2)فاصله کانونی (f)معیاری از همگرایی یا واگرایی نور در یک سیستم نوری، که به صورت فاصله از مرکز نوری سیستم تعریف می‌شود.لنزبه نقطه کانونی که نور در آن همگرا می‌شود. در یک دوربین، به فاصله از مرکز لنز تا صفحه تصویربرداری (مانند فیلم یا حسگر CCD) اشاره دارد. (فرمول را به خاطر بسپارید): f = {فاصله کاری / ضلع بلند (یا ضلع کوتاه) میدان دید} × ضلع بلند (یا ضلع کوتاه) CCD.

اثرات فاصله کانونی به شرح زیر است: هرچه فاصله کانونی کوتاه‌تر باشد، عمق میدان بیشتر است؛ هرچه فاصله کانونی کوتاه‌تر باشد، اعوجاج بیشتر است؛ و هرچه فاصله کانونی کوتاه‌تر باشد، سایه روشن شدیدتر است و در نتیجه روشنایی در لبه‌های تصویر کاهش می‌یابد.

3)وضوح تصویر: حداقل فاصله بین دو نقطه قابل تشخیص توسط مجموعه‌ای از عدسی‌های شیئی را نشان می‌دهد.

0.61 × طول موج (λ) / NA = وضوح (μ)

روش محاسبه فوق می‌تواند از لحاظ تئوری وضوح را تعیین کند، اما اعوجاج را در نظر نمی‌گیرد.

※ طول موج مورد استفاده: 550 نانومتر

4)قدرت تفکیکتعداد جفت خطوط سیاه و سفید قابل مشاهده در یک فاصله ۱ میلی‌متری؛ واحد: (lp)/mm.

تابع انتقال مدولاسیون (MTF)

نمودار MTF

5)اعوجاجیکی از معیارهای مورد استفاده برای ارزیابیلنزعملکرد. این به یک خطای تصویربرداری در یک سیستم نوری اشاره دارد که در آن خطوط مستقیم واقع در صفحه سوژه - اما نه عبور از محور نوری - در تصویر حاصل به صورت خطوط منحنی ارائه می‌شوند. انحرافات اعوجاج فقط بر هندسه یک تصویر تأثیر می‌گذارند، نه بر وضوح آن.

6)دیافراگم و عدد Fدیافراگم مکانیزمی است - که معمولاً در داخل لنز قرار دارد - که میزان نور ورودی به لنز را کنترل می‌کند. اندازه دیافراگم با استفاده از اعداد F مانند F1.4، F2.0 و F2.8 بیان می‌شود.

نمودار مقدار دیافراگم

7)بزرگنمایی نوریفرمول مورد استفاده برای محاسبه بزرگنمایی اولیه به شرح زیر است: PMAG = اندازه حسگر تصویر (میلی‌متر) / میدان دید (میلی‌متر).

8)بزرگنمایی نمایشگربزرگنمایی نمایشگر به طور گسترده در میکروسکوپی استفاده می‌شود. بزرگنمایی نمایشگر جسم مورد مشاهده به سه عامل بستگی دارد: بزرگنمایی نوریلنز، اندازه حسگر تصویر دوربین صنعتی (فرمت حسگر) و اندازه مانیتور نمایشگر.

بزرگنمایی نمایشگر = بزرگنمایی اپتیکال لنز × اندازه مانیتور × 25.4 / اندازه قطری حسگر

4.دسته بندی اصلی لنزهای صنعتی

روش طبقه‌بندی:

۱) طبقه‌بندی بر اساس فاصله کانونی: فاصله کانونی ثابت و فاصله کانونی زوم؛

۲) طبقه‌بندی بر اساس دیافراگم: دیافراگم ثابت و دیافراگم متغیر؛

۳) طبقه‌بندی بر اساس محل نصب: C-mount، CS-mount، F-mount و غیره؛

۴) طبقه‌بندی بر اساس بزرگنمایی: لنزهای با بزرگنمایی ثابت و لنزهای زوم پیوسته؛

لنزهای کلیدی که معمولاً در صنعت بینایی ماشین استفاده می‌شوند، عمدتاً شامل لنزهای FA، لنزهای تله‌سنتریک و لنزهای میکروسکوپ صنعتی هستند.

انواع لنزهای صنعتی

5.نکات کلیدی در انتخاب لنزهای صنعتی

هنگام انتخاب یکلنز، ابتدا باید نیازهای مشتری را تعیین کنیم:

۱) میدان دید، بزرگنمایی نوری و فاصله کاری مورد نظر: هنگام انتخاب لنز، لنزی را انتخاب می‌کنیم که میدان دید آن کمی بزرگتر از جسم مورد بررسی باشد تا کنترل حرکت تسهیل شود.

۲) الزامات عمق میدان: برای پروژه‌هایی که به عمق میدان خاصی نیاز دارند، از کوچکترین دیافراگم ممکن استفاده کنید؛ هنگام انتخاب لنز، کمترین بزرگنمایی ممکن را که با توجه به محدودیت‌های پروژه مجاز است، انتخاب کنید. برای کاربردهای دشوار، لنزهای رده بالا را که عمق میدان بالاتری ارائه می‌دهند، در اولویت قرار دهید.

۳) اندازه حسگر و رابط دوربین: برای مثال، یک لنز ۲/۳ اینچی از حداکثر اندازه حسگر دوربین صنعتی ۲/۳ اینچی پشتیبانی می‌کند؛ اما نمی‌تواند از دوربین‌های صنعتی با حسگرهای بزرگتر از ۱ اینچ پشتیبانی کند.

۴) به هماهنگی با منبع نور توجه کنید و لنز مناسبی انتخاب کنید.

۵) فضای نصب: وقتی نقشه طراحی از قبل مشخص شده است، درخواست تغییر ابعاد تجهیزات از مشتری غیرواقع‌بینانه است.