Como escolher lentes para visão artificial

Tipos delente industrialmontar

Existem principalmente quatro tipos de interface: montagem F, montagem C, montagem CS e montagem M12. A montagem F é uma interface de uso geral, geralmente adequada para lentes com distância focal superior a 25 mm. Quando a distância focal da lente objetiva é inferior a cerca de 25 mm, devido ao seu tamanho reduzido, utiliza-se a montagem C ou a montagem CS, e alguns utilizam a interface M12.

Qual a diferença entre montagem C e montagem CS?

A diferença entre as interfaces C e CS reside na distância entre a superfície de contato da lente e da câmera e o plano focal da lente (a posição onde o sensor fotoelétrico CCD da câmera deve estar). Essa distância para a interface de montagem C é de 17,53 mm.

Um anel adaptador C/CS de 5 mm pode ser adicionado a uma lente com montagem CS, permitindo seu uso com câmeras do tipo C.

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Qual a diferença entre montagem C e montagem CS?

Parâmetros básicos de lentes industriais

Campo de visão (FOV):

O termo FOV refere-se ao alcance visível do objeto observado, ou seja, à parte do objeto capturada pelo sensor da câmera. (O alcance do campo de visão é algo que deve ser compreendido na seleção.)

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Campo de visão

Distância de trabalho (WD):

Refere-se à distância da parte frontal da lente até o objeto em teste. Ou seja, a distância da superfície para uma imagem nítida.

Resolução:

A menor característica distinguível no objeto inspecionado que pode ser medida pelo sistema de imagem. Na maioria dos casos, quanto menor o campo de visão, melhor a resolução.

Profundidade de visão (DOF):

A capacidade de uma lente manter a resolução desejada quando os objetos estão mais próximos ou mais distantes do ponto de foco ideal.

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Profundidade de visão

Outros parâmetros delentes industriais

Tamanho do chip fotossensível:

A área efetiva do sensor da câmera, geralmente, refere-se à sua dimensão horizontal. Esse parâmetro é crucial para determinar a escala correta da lente e obter o campo de visão desejado. A taxa de ampliação primária da lente (PMAG) é definida pela razão entre o tamanho do sensor e o campo de visão. Embora o tamanho e o campo de visão do sensor sejam parâmetros básicos, a PMAG não é um deles.

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tamanho do chip fotossensível

Distância focal (f):

“A distância focal é uma medida da concentração ou divergência da luz em um sistema óptico, que se refere à distância do centro óptico da lente ao foco de captação de luz. É também a distância do centro da lente ao plano de imagem, como o filme ou o CCD em uma câmera. f = {distância de trabalho/lado maior (ou menor) do campo de visão} x lado maior (ou menor) do CCD”

A influência da distância focal: quanto menor a distância focal, maior a profundidade de campo; quanto menor a distância focal, maior a distorção; quanto menor a distância focal, mais acentuado o fenômeno de vinheta, que reduz a iluminação na borda da aberração.

Resolução:

Indica a distância mínima entre dois pontos que podem ser vistos por um conjunto de lentes objetivas.

0,61x comprimento de onda usado (λ) / NA = resolução (μ)

O método de cálculo acima pode, teoricamente, calcular a resolução, mas não inclui a distorção.

※O comprimento de onda utilizado é de 550 nm.

Definição:

O número de linhas pretas e brancas pode ser visto no meio de 1 mm. Unidade (lp)/mm.

MTF (Função de Transferência de Modulação)

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MTF

Distorção:

Um dos indicadores para medir o desempenho da lente é a aberração. Ela se refere à linha reta fora do eixo principal no plano do objeto, que se torna uma curva após ser projetada pelo sistema óptico. O erro de formação de imagem desse sistema óptico é chamado de distorção. As aberrações de distorção afetam apenas a geometria da imagem, não a sua nitidez.

Abertura e número f:

Uma lente lenticular é um dispositivo usado para controlar a quantidade de luz que passa através de uma lente, geralmente dentro da própria lente. Usamos o valor F para expressar o tamanho da abertura, como f1.4, f2.0, f2.8, etc.

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Abertura e número f

Ampliação óptica:

A fórmula utilizada para calcular a principal relação de escala é a seguinte: PMAG = tamanho do sensor (mm) / campo de visão (mm)

Ampliação da tela

A ampliação da imagem é amplamente utilizada em microscopia. A ampliação da imagem do objeto medido depende de três fatores: a ampliação óptica da lente, o tamanho do sensor da câmera industrial (o tamanho da superfície do alvo) e o tamanho da tela.

Ampliação da tela = ampliação óptica da lente × tamanho da tela × 25,4 / tamanho diagonal da inclinação

Principais categorias de lentes industriais

Classificação

•Por distância focal: lentes fixas e lentes zoom

•Por abertura: abertura fixa e abertura variável

•Por interface: interface C, interface CS, interface F, etc.

•Divididos por múltiplos: lente de aumento fixo, lente de zoom contínuo

•As lentes mais importantes e comumente usadas na indústria de visão artificial incluem principalmente lentes FA, lentes telecêntricas e microscópios industriais, etc.

Os principais pontos que devem ser levados em consideração na escolha de umlente de visão computacional:

1. Campo de visão, ampliação óptica e distância de trabalho desejada: Ao escolher uma lente, optaremos por uma lente com um campo de visão ligeiramente maior do que o objeto a ser medido, a fim de facilitar o controle do movimento.

2. Requisitos de profundidade de campo: Para projetos que exigem profundidade de campo, use uma abertura pequena sempre que possível; ao selecionar uma lente com ampliação, escolha uma lente com baixa ampliação, dentro das limitações do projeto. Se os requisitos do projeto forem mais exigentes, costumo escolher uma lente de última geração com grande profundidade de campo.

3. Tamanho do sensor e interface da câmera: Por exemplo, a lente de 2/3″ suporta a maior área de contato de câmera industrial de 2/3″, não sendo compatível com câmeras industriais maiores que 1 polegada.

4. Espaço disponível: É irrealista esperar que os clientes alterem o tamanho do equipamento quando o projeto é opcional.


Data da publicação: 15/11/2022