O que deve ser considerado na seleção de lentes industriais?

1.Suportes de lentes industriais

Existem três principaislenteTipos de montagem: montagem F, montagem C e montagem CS. A montagem F é uma montagem universal, geralmente adequada para lentes com distância focal superior a 25 mm; já quando a distância focal da lente objetiva é inferior a 25 mm, devido ao seu tamanho reduzido, utiliza-se uma montagem C ou CS, e algumas também utilizam a montagem M12.

A diferença entre o Cmontare o CSmontar:

A diferença entre as interfaces de montagem C e CS reside na distância entre a superfície de contato da lente com a câmera e o plano focal da lente (a posição onde o sensor de imagem CCD da câmera está localizado): essa distância é de 17,53 mm para a montagem C e de 12,5 mm para a montagem CS.

Lentes com montagem C são compatíveis com câmeras com montagem C, e lentes com montagem CS são compatíveis com câmeras com montagem CS. Uma lente com montagem C pode ser usada com uma câmera com montagem CS adicionando um anel adaptador C/CS de 5 mm. No entanto, uma lente com montagem CS não pode ser usada com uma câmera com montagem C.

Suportes de lentes industriais

2.Parâmetros básicos de lentes industriais

1)Campo de visão (FOV)Campo de visão: Refere-se à área visível do objeto observado — especificamente, a porção do objeto que preenche o sensor de imagem da câmera. (O campo de visão é um fator essencial a ser considerado na seleção de um modelo.)

Diagrama de campo de visão

2)Distância de trabalho (DT)Refere-se à distância da frente dolenteem relação ao objeto inspecionado — especificamente, a distância até a superfície onde uma imagem nítida é formada. (Fatores importantes a serem considerados durante a seleção incluem se a distância de trabalho é ajustável e se há espaço suficiente para a instalação.)

3)ResoluçãoO tamanho da menor característica visível no objeto em inspeção que o sistema de imagem consegue detectar. Na maioria dos casos, quanto menor o campo de visão, melhor a resolução.

4)Profundidade de campo (DOF)A capacidade de uma lente manter a resolução necessária quando um objeto é posicionado mais perto ou mais longe do ponto focal ideal. (É necessário determinar se o cliente tem requisitos específicos em relação à profundidade de campo.)

Diagrama de profundidade de campo

3.Outros parâmetros de lentes industriais

1)tamanho do sensor de imagemO tamanho da área ativa do sensor de imagem da câmera, geralmente referindo-se à dimensão horizontal. Este parâmetro é crucial para determinar a ampliação da lente adequada para obter o campo de visão desejado. A ampliação primária da lente (PMAG) é definida pela razão entre o tamanho do sensor de imagem e o campo de visão. Embora o tamanho do sensor de imagem e o campo de visão sejam parâmetros fundamentais, a PMAG em si não é classificada como tal.

Diagrama esquemático de um chip fotossensível

2)Distância focal (f): Uma medida da convergência ou divergência da luz em um sistema óptico, definida como a distância do centro óptico dolenteaté o ponto focal onde a luz converge. Em uma câmera, refere-se à distância do centro da lente até o plano de imagem (como um filme ou um sensor CCD). (Fórmula para lembrar): f = {Distância de trabalho / Lado maior (ou lado menor) do campo de visão} × Lado maior (ou lado menor) do CCD.

Os efeitos da distância focal são os seguintes: quanto menor a distância focal, maior a profundidade de campo; quanto menor a distância focal, maior a distorção; e quanto menor a distância focal, mais acentuada a vinheta, resultando em menor iluminação nas bordas da imagem.

3)Resolução: Indica a separação mínima entre dois pontos discerníveis por um conjunto de lentes objetivas.

0,61 × Comprimento de onda (λ) / NA = Resolução (μ)

O método de cálculo acima pode, teoricamente, determinar a resolução, mas não leva em consideração a distorção.

※ Comprimento de onda utilizado: 550 nm

4)Poder de resolução: O número de pares de linhas pretas e brancas visíveis em um intervalo de 1 mm; unidade: (lp)/mm.

MTF (Função de Transferência de Modulação)

Diagrama MTF

5)DistorçãoUma das métricas utilizadas para avaliaçãolentedesempenho. Refere-se a um erro de imagem em um sistema óptico onde linhas retas que se encontram no plano do objeto — mas não passam pelo eixo óptico — são representadas como linhas curvas na imagem resultante. As aberrações de distorção afetam apenas a geometria de uma imagem, não sua nitidez.

6)Abertura e número fA abertura é um mecanismo — geralmente localizado dentro da lente — que controla a quantidade de luz que entra na lente. O tamanho da abertura é expresso usando números F, como F1.4, F2.0 e F2.8.

Diagrama de valor de abertura

7)Ampliação ópticaA fórmula utilizada para calcular a ampliação primária é a seguinte: PMAG = Tamanho do sensor de imagem (mm) / Campo de visão (mm).

8)Ampliação da telaA ampliação da imagem é amplamente utilizada em microscopia. A ampliação da imagem do objeto visualizado depende de três fatores: a ampliação óptica do objeto observado e a ampliação óptica do objeto.lente, o tamanho do sensor de imagem da câmera industrial (formato do sensor) e o tamanho do monitor de exibição.

Ampliação da tela = Ampliação óptica da lente × Tamanho do monitor × 25,4 / Tamanho diagonal do sensor

4.Principais categorias de lentes industriais

Método de classificação:

1) Classificadas por distância focal: distância focal fixa e distância focal de zoom;

2) Classificadas por abertura: abertura fixa e abertura variável;

3) Classificados por montagem: montagem C, montagem CS, montagem F, etc.;

4) Classificadas por ampliação: lentes de ampliação fixa e lentes de zoom contínuo;

As principais lentes comumente usadas na indústria de visão artificial incluem lentes FA, lentes telecêntricas e lentes para microscópios industriais.

Diversos tipos de lentes industriais

5.Principais considerações para a seleção de lentes industriais

Ao selecionar umlentePrimeiramente, precisamos determinar as necessidades do cliente:

1) Campo de visão, ampliação óptica e distância de trabalho desejada: Ao selecionar uma lente, escolhemos uma com um campo de visão ligeiramente maior que o objeto a ser inspecionado para facilitar o controle do movimento.

2) Requisitos de profundidade de campo: Para projetos que exigem uma profundidade de campo específica, utilize a menor abertura possível; ao selecionar uma lente, opte pela menor ampliação possível permitida pelas restrições do projeto. Para aplicações exigentes, priorize lentes de alta qualidade que ofereçam uma profundidade de campo superior.

3) Tamanho do sensor e interface da câmera: Por exemplo, uma lente de 2/3″ suporta um tamanho máximo de sensor de câmera industrial de 2/3″; ela não é compatível com câmeras industriais com sensores maiores que 1 polegada.

4) Preste atenção à coordenação com a fonte de luz e selecione uma lente adequada.

5) Espaço de instalação: Quando o projeto já está definido, é irrealista pedir ao cliente que altere as dimensões do equipamento.