Επιλογή οπτικών φακών για συστήματα όρασης

Ο οπτικός φακός του οπτικού συστήματος ονομάζεται γενικά φακός κάμερας ή φωτογραφικός φακός, ή για συντομία φακός, και η λειτουργία του είναι η οπτική απεικόνιση.Ο φακός είναι ένα σημαντικό συστατικό στο σύστημα μηχανικής όρασης και διαδραματίζει βασικό ρόλο στην ποιότητα της εικόναςΗ οπτική ακτινοβολία επηρεάζει πολλούς σημαντικούς δείκτες ποιότητας εικόνας, συμπεριλαμβανομένων: της ανάλυσης, της αντίθεσης, της μείωσης και της γωνίας θέασης.Παρόλα αυτά, οι απλοί χρήστες συχνά δεν δίνουν αρκετή προσοχή στην επιλογή των φακών κατά τον σχεδιασμό του συστήματος, με αποτέλεσμα να μην επιτυγχάνονται ιδανικές εικόνες και ακόμη και να αποτυγχάνει η ανάπτυξη του συστήματος.Η επιλογή των οπτικών φακών για τα συστήματα όρασης είναι επίσης κρίσιμη.

Επιλογή οπτικών φακών για συστήματα όρασης (Σχήμα 1)

1. Υψηλή ανάλυση εικόνας

   Η ανάλυση εικόνας μετριέται γενικά με CTF (λειτουργία μεταφοράς αντίθεσης) η οποία ποσοτικοποιεί την υπάρχουσα αντίθεση χωρικής συχνότητας του αισθητήρα εικόνας,σε μονάδες lp/mm (σύνδεσμοι γραμμών ανά χιλιοστόμετρο)Οι περισσότεροι συνδυαστές μηχανικής όρασης συλλέγουν ένα μεγάλο αριθμό φθηνών φακών χαμηλής ανάλυσης και χαμηλής ανάλυσης και μπορούν να παράγουν μόνο θολές εικόνες.εικόνες υψηλής ανάλυσης μπορούν να παράγονται ακόμη και με αισθητήρες εικόνας μικρών εικονοστοιχείων (όπως 5.5 megapixels, 2/3").

2. Σχεδόν μηδενική παραμόρφωση

   Ο συντελεστής στρέβλωσης είναι η ποσοστιαία διαφορά μεταξύ του πραγματικού μεγέθους και του μεγέθους εικόνας του αισθητήρα εικόνας.που μπορεί να επηρεάσει σοβαρά την ακρίβεια της μέτρησηςΑντίθετα, οι τηλεκεντρικοί φακοί υποβάλλονται σε αυστηρή κατασκευή και έλεγχο ποιότητας για να ελέγχουν αυστηρά αυτό το σφάλμα κάτω από 0,1%.

3. Χωρίς οπτικά σφάλματα

   Κατά την πραγματοποίηση ακριβών γραμμικών μετρήσεων σε εφαρμογές μετρολογίας, είναι συχνά απαραίτητο να παρατηρείται το αντικείμενο από το πρότυπο μπροστινό μέρος (χωρίς να περιλαμβάνεται καθόλου η πλευρά).Πολλά μηχανικά μέρη δεν μπορούν να τοποθετηθούν με ακρίβειαΟι μηχανικοί λογισμικού, από την άλλη πλευρά, χρειάζονται εικόνες που αντικατοπτρίζουν με ακρίβεια το πραγματικό πράγμα.Οι τηλεκεντρικοί φακοί μπορούν να λύσουν τέλεια την παραπάνω σύγχυση: δεδομένου ότι η κόρης εισόδου μπορεί να βρίσκεται στο άπειρο, μόνο η κύρια ακτίνα παράλληλη με τον οπτικό άξονα θα λαμβάνεται κατά την απεικόνιση.

4. Προοπτική

   Όπως υποδηλώνει και το όνομά του, η γωνία θέασης είναι η γωνία της οπτικής γραμμής, δηλαδή, το πόσο "ευρύ" μπορεί να δει ο οπτικός φακός του οπτικού συστήματος.

Η σχέση μεταξύ των οπτικών φακών του οπτικού συστήματος είναι η εξής: (1) Όσο μικρότερο είναι το εστιακό μήκος, τόσο μεγαλύτερη είναι η γωνία θέασης.(2) Όσο μικρότερη είναι η απόσταση εργασίαςΓια τους συνηθισμένους φακούς, οι αρχές επιλογής είναι οι εξής: όσο κοντινότερη είναι η απόσταση εργασίας, τόσο καλύτερη, όσο μικρότερη είναι η στρέβλωση του φακού, τόσο καλύτερη,Και όσο μεγαλύτερο είναι το οπτικό πεδίο, τόσο το καλύτερο.