Camera công nghiệp là thành phần quan trọng trong hệ thống thị giác máy. Chức năng thiết yếu nhất của chúng là chuyển đổi tín hiệu quang học thành tín hiệu điện có trật tự cho các camera công nghiệp nhỏ, độ phân giải cao.
Trong các hệ thống thị giác máy tính, thấu kính của camera công nghiệp tương đương với mắt người, và chức năng chính của nó là hội tụ hình ảnh quang học mục tiêu lên bề mặt nhạy sáng của cảm biến hình ảnh (camera công nghiệp).
Tất cả thông tin hình ảnh được hệ thống thị giác xử lý đều có thể thu được từ ống kính của camera công nghiệp. Chất lượng củaống kính máy ảnh công nghiệpsẽ ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất tổng thể của hệ thống thị giác.
Là một loại thiết bị chụp ảnh, ống kính máy ảnh công nghiệp thường tạo thành một hệ thống thu nhận hình ảnh hoàn chỉnh bao gồm nguồn điện, máy ảnh, v.v. Do đó, việc lựa chọn ống kính máy ảnh công nghiệp phụ thuộc vào yêu cầu tổng thể của hệ thống. Nhìn chung, có thể phân tích và xem xét từ các khía cạnh sau:
1.Bước sóng và ống kính zoom hay không
Việc xác định xem ống kính máy ảnh công nghiệp cần ống kính zoom hay ống kính tiêu cự cố định tương đối dễ dàng. Trước tiên, cần xác định xem bước sóng làm việc của ống kính máy ảnh công nghiệp có nằm trong vùng lấy nét hay không. Trong quá trình chụp ảnh, nếu cần thay đổi độ phóng đại, nên sử dụng ống kính zoom, nếu không thì ống kính tiêu cự cố định là đủ.
Về bước sóng hoạt động củaống kính máy ảnh công nghiệpDải ánh sáng nhìn thấy là phổ biến nhất, và cũng có các ứng dụng trong các dải khác. Có cần các biện pháp lọc bổ sung không? Đó là ánh sáng đơn sắc hay đa sắc? Có thể loại bỏ hiệu quả ảnh hưởng của ánh sáng tán xạ không? Cần phải cân nhắc toàn diện các vấn đề trên trước khi xác định bước sóng làm việc của thấu kính.
Chọn ống kính máy ảnh công nghiệp
2.Các yêu cầu đặc biệt sẽ được ưu tiên.
Tùy thuộc vào ứng dụng thực tế, có thể có những yêu cầu đặc biệt. Các yêu cầu đặc biệt này cần được xác nhận trước, ví dụ như có chức năng đo lường hay không, có cần ống kính telecentric hay không, độ sâu trường ảnh có lớn hay không, v.v. Độ sâu trường ảnh thường không được coi trọng, nhưng bất kỳ hệ thống xử lý ảnh nào cũng phải tính đến yếu tố này.
3.Khoảng cách làm việc và tiêu cự
Khoảng cách làm việc và tiêu cự thường được xem xét cùng nhau. Ý tưởng chung là trước tiên xác định độ phân giải của hệ thống, sau đó hiểu độ phóng đại kết hợp với kích thước điểm ảnh CCD, và sau đó hiểu khoảng cách vật thể-ảnh có thể có kết hợp với các ràng buộc về cấu trúc không gian, để từ đó ước tính thêm tiêu cự của ống kính camera công nghiệp.
Do đó, tiêu cự của ống kính máy ảnh công nghiệp có liên quan đến khoảng cách làm việc của ống kính máy ảnh công nghiệp và độ phân giải của máy ảnh (cũng như kích thước điểm ảnh CCD).
Những điều cần cân nhắc khi lựa chọn ống kính máy ảnh công nghiệp
4.Kích thước hình ảnh và chất lượng hình ảnh
Kích thước hình ảnh củaống kính máy ảnh công nghiệpVật liệu được chọn phải tương thích với kích thước bề mặt cảm quang của camera công nghiệp, và phải tuân theo nguyên tắc “lớn để chứa nhỏ”, nghĩa là bề mặt cảm quang của camera không được vượt quá kích thước ảnh do ống kính chỉ định, nếu không chất lượng hình ảnh ở vùng rìa trường nhìn sẽ không được đảm bảo.
Các yêu cầu về chất lượng hình ảnh chủ yếu phụ thuộc vào MTF và độ méo hình. Trong các ứng dụng đo lường, độ méo hình cần được đặc biệt chú trọng.
5.Khẩu độ và ngàm ống kính
Khẩu độ của ống kính camera công nghiệp chủ yếu ảnh hưởng đến độ sáng của bề mặt ảnh, nhưng trong thị giác máy hiện nay, độ sáng ảnh cuối cùng được quyết định bởi nhiều yếu tố như khẩu độ, độ phân giải camera, thời gian tích hợp, nguồn sáng, v.v. Do đó, để đạt được độ sáng ảnh yêu cầu, cần phải thực hiện nhiều bước điều chỉnh.
Ngàm ống kính của máy ảnh công nghiệp đề cập đến giao diện lắp đặt giữa ống kính và máy ảnh, và hai bộ phận này phải khớp với nhau. Nếu chúng không khớp, cần xem xét việc thay thế.
Các yếu tố cần cân nhắc khi lựa chọn ống kính máy ảnh công nghiệp
6.Chi phí và mức độ trưởng thành của công nghệ
Nếu sau khi cân nhắc toàn diện các yếu tố trên, có nhiều giải pháp đáp ứng được yêu cầu, bạn có thể xem xét tổng chi phí và độ hoàn thiện kỹ thuật, rồi ưu tiên lựa chọn giải pháp đó.
PS: Ví dụ về việc lựa chọn ống kính
Dưới đây là một ví dụ về cách chọn ống kính cho camera công nghiệp. Ví dụ, một hệ thống thị giác máy tính để phát hiện tiền xu cần được trang bị một ống kính...ống kính máy ảnh công nghiệpCác ràng buộc đã biết là: cảm biến CCD của camera công nghiệp có kích thước 2/3 inch, kích thước điểm ảnh là 4,65μm, ngàm C-mount, khoảng cách làm việc lớn hơn 200mm, độ phân giải hệ thống là 0,05mm và nguồn sáng là đèn LED trắng.
Nguyên tắc phân tích cơ bản để lựa chọn ống kính như sau:
(1)Ống kính được sử dụng với nguồn sáng LED trắng phải nằm trong phạm vi ánh sáng nhìn thấy được, không yêu cầu zoom và có thể chọn ống kính tiêu cự cố định.
(2) Để kiểm tra công nghiệp, cần có chức năng đo lường, do đó thấu kính được chọn phải có độ méo thấp.
(3)Khoảng cách làm việc và tiêu cự:
Độ phóng đại hình ảnh: M=4,65/(0,05 x 1000)=0,093
Tiêu cự: F = L*M/(M+1) = 200*0,093/1,093 = 17mm
Nếu khoảng cách vật kính cần thiết lớn hơn 200mm, thì tiêu cự của thấu kính được chọn phải lớn hơn 17mm.
(4)Kích thước ảnh của ống kính được chọn không được nhỏ hơn định dạng CCD, tức là ít nhất 2/3 inch.
(5) Ngàm ống kính phải là ngàm C để có thể sử dụng với máy ảnh công nghiệp. Hiện tại không có yêu cầu về khẩu độ.
Thông qua việc phân tích và tính toán các yếu tố trên, chúng ta có thể có được “phác thảo” sơ bộ về các ống kính máy ảnh công nghiệp: tiêu cự lớn hơn 17mm, lấy nét cố định, dải ánh sáng nhìn thấy, ngàm C, tương thích với kích thước điểm ảnh CCD ít nhất 2/3 inch và độ méo ảnh nhỏ. Dựa trên các yêu cầu này, có thể tiến hành lựa chọn thêm. Nếu có một số ống kính đáp ứng được các yêu cầu này, nên tiếp tục tối ưu hóa và chọn ra ống kính tốt nhất.
Lời kết:
Công ty ChuangAn đã thực hiện thiết kế sơ bộ và sản xuất...thấu kính công nghiệpChúng được sử dụng trong mọi khía cạnh của các ứng dụng công nghiệp. Nếu bạn quan tâm hoặc có nhu cầu về thấu kính công nghiệp, vui lòng liên hệ với chúng tôi càng sớm càng tốt.
Thời gian đăng bài: 21/01/2025
