ควรพิจารณาอะไรบ้างเมื่อเลือกเลนส์สำหรับงานอุตสาหกรรม?

1.ฐานยึดเลนส์สำหรับงานอุตสาหกรรม

มีสามกระแสหลักเลนส์ประเภทของเมาท์: เมาท์ F, เมาท์ C และเมาท์ CS เมาท์ F เป็นเมาท์อเนกประสงค์ โดยทั่วไปเหมาะสำหรับเลนส์ที่มีทางยาวโฟกัสมากกว่า 25 มม. ในขณะที่หากทางยาวโฟกัสของเลนส์น้อยกว่า 25 มม. เนื่องจากขนาดของเลนส์เล็ก จึงใช้เมาท์ C หรือเมาท์ CS และบางรุ่นก็ใช้เมาท์ M12 ด้วย

ความแตกต่างระหว่าง Cติดตั้งและซีเอสติดตั้ง:

ความแตกต่างระหว่างเมาท์ C และเมาท์ CS อยู่ที่ระยะห่างจากพื้นผิวสัมผัสระหว่างเลนส์กับกล้องไปยังระนาบโฟกัสของเลนส์ (ตำแหน่งที่เซ็นเซอร์รับภาพ CCD ของกล้องตั้งอยู่) โดยระยะนี้คือ 17.53 มม. สำหรับเมาท์ C และ 12.5 มม. สำหรับเมาท์ CS

เลนส์ C-mount สามารถใช้ได้กับกล้อง C-mount และเลนส์ CS-mount สามารถใช้ได้กับกล้อง CS-mount เลนส์ C-mount สามารถใช้กับกล้อง CS-mount ได้โดยใช้อะแดปเตอร์ C/CS ขนาด 5 มม. อย่างไรก็ตาม เลนส์ CS-mount ไม่สามารถใช้กับกล้อง C-mount ได้

ฐานยึดเลนส์สำหรับงานอุตสาหกรรม

2.พารามิเตอร์พื้นฐานของเลนส์อุตสาหกรรม

1)ขอบเขตการมองเห็น (FOV): หมายถึงพื้นที่ที่มองเห็นได้ของวัตถุที่กำลังสังเกต โดยเฉพาะส่วนของวัตถุที่เต็มพื้นที่ของเซ็นเซอร์รับภาพของกล้อง (ขอบเขตการมองเห็นเป็นปัจจัยสำคัญที่ต้องพิจารณาเมื่อเลือกซื้อกล้อง)

แผนภาพขอบเขตการมองเห็น

2)ระยะการทำงาน (WD): หมายถึงระยะห่างจากด้านหน้าของเลนส์โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ระยะห่างจากพื้นผิวที่สามารถมองเห็นภาพได้อย่างชัดเจน คือระยะห่างจากวัตถุที่กำลังตรวจสอบ (ปัจจัยสำคัญที่ควรพิจารณาในการเลือก ได้แก่ ระยะการทำงานสามารถปรับได้หรือไม่ และมีพื้นที่ติดตั้งเพียงพอหรือไม่)

3)ปณิธาน: ขนาดของรายละเอียดที่เล็กที่สุดที่ระบบการถ่ายภาพสามารถตรวจจับได้บนวัตถุที่กำลังตรวจสอบ ในกรณีส่วนใหญ่ ยิ่งขอบเขตการมองเห็นแคบลง ความละเอียดก็จะยิ่งดีขึ้น

4)ความชัดลึก (DOF): ความสามารถของเลนส์ในการรักษาระดับความละเอียดที่ต้องการเมื่อวัตถุอยู่ใกล้หรือไกลจากจุดโฟกัสที่เหมาะสม (จำเป็นต้องตรวจสอบว่าลูกค้ามีข้อกำหนดเฉพาะเกี่ยวกับความชัดลึกหรือไม่)

แผนภาพความชัดลึก

3.พารามิเตอร์อื่นๆ ของเลนส์อุตสาหกรรม

1)ขนาดเซ็นเซอร์ภาพ: ขนาดของพื้นที่ใช้งานของเซ็นเซอร์รับภาพของกล้อง โดยทั่วไปหมายถึงมิติแนวนอน พารามิเตอร์นี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในการกำหนดกำลังขยายของเลนส์ที่เหมาะสมเพื่อให้ได้มุมมองภาพที่ต้องการ กำลังขยายหลักของเลนส์ (PMAG) ถูกกำหนดโดยอัตราส่วนของขนาดเซ็นเซอร์รับภาพต่อมุมมองภาพ แม้ว่าขนาดเซ็นเซอร์รับภาพและมุมมองภาพจะเป็นพารามิเตอร์พื้นฐาน แต่ PMAG เองไม่ได้ถูกจัดอยู่ในประเภทพารามิเตอร์พื้นฐาน

แผนภาพแสดงโครงสร้างของชิปไวแสง

2)ระยะโฟกัส (f): การวัดการรวมหรือการกระจายของแสงในระบบทางแสง โดยกำหนดเป็นระยะห่างจากจุดศูนย์กลางทางแสงของเลนส์ไปยังจุดโฟกัสที่แสงมาบรรจบกัน ในกล้องถ่ายรูป หมายถึงระยะห่างจากศูนย์กลางของเลนส์ไปยังระนาบการถ่ายภาพ (เช่น ฟิล์มหรือเซ็นเซอร์ CCD) (สูตรที่ต้องจำ): f = {ระยะการทำงาน / ด้านยาว (หรือด้านสั้น) ของขอบเขตการมองเห็น} × ด้านยาว (หรือด้านสั้น) ของ CCD

ผลกระทบของระยะโฟกัสมีดังนี้: ระยะโฟกัสยิ่งสั้น ความชัดลึกยิ่งมาก ระยะโฟกัสยิ่งสั้น ความบิดเบี้ยวยิ่งมาก และระยะโฟกัสยิ่งสั้น การเกิดแสงมืดที่ขอบภาพยิ่งรุนแรง ส่งผลให้แสงสว่างบริเวณขอบภาพลดลง

3)ปณิธาน: แสดงถึงระยะห่างขั้นต่ำระหว่างจุดสองจุดที่สามารถมองเห็นได้ด้วยเลนส์วัตถุชุดหนึ่ง

0.61 × ความยาวคลื่น (แล) / NA = ความละเอียด (μ)

วิธีการคำนวณข้างต้นสามารถกำหนดความละเอียดได้ในทางทฤษฎี แต่ไม่ได้คำนึงถึงความบิดเบี้ยว

※ ความยาวคลื่นที่ใช้: 550 นาโนเมตร

4)กำลังการแยก: จำนวนคู่เส้นสีดำและสีขาวที่มองเห็นได้ภายในช่วง 1 มม. หน่วย: (lp)/มม.

MTF (ฟังก์ชันการถ่ายโอนการมอดูเลชั่น)

แผนภาพ MTF

5)ความบิดเบี้ยว: หนึ่งในตัวชี้วัดที่ใช้ในการประเมินเลนส์ความคลาดเคลื่อนจากการบิดเบี้ยวของภาพ หมายถึงข้อผิดพลาดในการสร้างภาพในระบบออปติก โดยเส้นตรงที่อยู่ในระนาบของวัตถุ—แต่ไม่ได้ผ่านแกนแสง—จะปรากฏเป็นเส้นโค้งในภาพที่ได้ ความคลาดเคลื่อนนี้ส่งผลต่อรูปทรงเรขาคณิตของภาพเท่านั้น ไม่ส่งผลต่อความคมชัดของภาพ

6)รูรับแสงและค่า Fรูรับแสงเป็นกลไก—โดยทั่วไปจะอยู่ภายในเลนส์—ที่ควบคุมปริมาณแสงที่เข้าสู่เลนส์ ขนาดของรูรับแสงแสดงด้วยค่า F เช่น F1.4, F2.0 และ F2.8

แผนภาพค่ารูรับแสง

7)การขยายภาพด้วยแสงสูตรที่ใช้ในการคำนวณกำลังขยายหลักมีดังนี้: PMAG = ขนาดเซ็นเซอร์รับภาพ (มม.) / มุมมองภาพ (มม.)

8)กำลังขยายของจอแสดงผลการขยายภาพที่แสดงบนหน้าจอเป็นสิ่งที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในกล้องจุลทรรศน์ การขยายภาพของวัตถุที่กำลังดูขึ้นอยู่กับสามปัจจัย ได้แก่ กำลังขยายทางแสงของกล้องจุลทรรศน์เลนส์ขนาดของเซ็นเซอร์รับภาพของกล้องอุตสาหกรรม (รูปแบบเซ็นเซอร์) และขนาดของจอแสดงผล

กำลังขยายของจอแสดงผล = กำลังขยายเชิงแสงของเลนส์ × ขนาดจอภาพ × 25.4 / ขนาดเส้นทแยงมุมของเซ็นเซอร์

4.ประเภทหลักของเลนส์อุตสาหกรรม

วิธีการจำแนกประเภท:

1) แบ่งตามทางยาวโฟกัส: ทางยาวโฟกัสคงที่ และทางยาวโฟกัสซูม;

2) จำแนกตามขนาดรูรับแสง: รูรับแสงคงที่และรูรับแสงปรับได้;

3) จำแนกตามเมาท์: เมาท์ C, เมาท์ CS, เมาท์ F เป็นต้น

4) จำแนกตามกำลังขยาย: เลนส์กำลังขยายคงที่ และเลนส์ซูมต่อเนื่อง

เลนส์หลักที่ใช้กันทั่วไปในอุตสาหกรรมระบบการมองเห็นด้วยเครื่องจักร ได้แก่ เลนส์ FA, เลนส์เทเลเซนทริก และเลนส์กล้องจุลทัศน์อุตสาหกรรม

เลนส์อุตสาหกรรมประเภทต่างๆ

5.ข้อควรพิจารณาที่สำคัญในการเลือกเลนส์อุตสาหกรรม

เมื่อเลือกเลนส์ก่อนอื่นเราต้องพิจารณาความต้องการของลูกค้าก่อน:

1) มุมมองภาพ กำลังขยาย และระยะการทำงานที่ต้องการ: ในการเลือกเลนส์ เราจะเลือกเลนส์ที่มีมุมมองภาพกว้างกว่าวัตถุที่กำลังตรวจสอบเล็กน้อย เพื่อให้ควบคุมการเคลื่อนไหวได้ง่ายขึ้น

2) ข้อกำหนดด้านความชัดลึก: สำหรับโครงการที่ต้องการความชัดลึกเฉพาะ ให้ใช้รูรับแสงที่เล็กที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ และเมื่อเลือกเลนส์ ให้เลือกกำลังขยายต่ำที่สุดเท่าที่ข้อจำกัดของโครงการจะอนุญาต สำหรับงานที่ต้องการความแม่นยำสูง ควรให้ความสำคัญกับเลนส์ระดับสูงที่ให้ความชัดลึกที่เหนือกว่า

3) ขนาดเซ็นเซอร์และอินเทอร์เฟซกล้อง: ตัวอย่างเช่น เลนส์ขนาด 2/3 นิ้ว รองรับเซ็นเซอร์กล้องอุตสาหกรรมขนาดสูงสุด 2/3 นิ้วเท่านั้น ไม่สามารถรองรับกล้องอุตสาหกรรมที่มีเซ็นเซอร์ขนาดใหญ่กว่า 1 นิ้วได้

4) ให้ความสำคัญกับการประสานงานกับแหล่งกำเนิดแสง และเลือกเลนส์ที่เหมาะสม

5) พื้นที่ติดตั้ง: เมื่อกำหนดแผนการออกแบบไว้แล้ว การขอให้ลูกค้าเปลี่ยนแปลงขนาดของอุปกรณ์นั้นไม่สมจริง