Seleção de lentes ópticas para sistemas de visão

A lente óptica do sistema visual é geralmente chamada de lente de câmera ou lente fotográfica, ou lente, para abreviar, e sua função é a imagem óptica. A lente é um componente importante no sistema de visão mecânica e desempenha um papel fundamental na qualidade da imagem. Afeta vários indicadores importantes da qualidade da imagem, incluindo: resolução, contraste, redução e ângulo de visão. Não existem apenas muitos tipos de lentes, mas também qualidades muito diferentes. No entanto, os usuários comuns muitas vezes não prestam atenção suficiente à seleção das lentes ao projetar o sistema, resultando na falha na obtenção de imagens ideais e até mesmo na falha no desenvolvimento do sistema. Portanto, a seleção de lentes ópticas para sistemas de visão também é crucial.

Seleção de lentes ópticas para sistemas de visão (Figura 1)

1. Alta resolução de imagem

   A resolução da imagem é geralmente medida por uma CTF (função de transferência de contraste) que quantifica o contraste de frequência espacial existente do sensor de imagem, em unidades de lp/mm (acoplamentos de linha por milímetro). A maioria dos integradores de visão de máquina geralmente apenas coleta um grande número de lentes baratas de baixo pixel e baixa resolução e, então, só consegue gerar imagens borradas. Com a lente telecêntrica AFT, imagens de alta resolução podem ser geradas mesmo com sensores de imagem de pixels pequenos (como 5,5 megapixels, 2/3").

2. Distorção quase zero

   O coeficiente de distorção é a diferença percentual entre o tamanho real e o tamanho da imagem do sensor de imagem. Lentes de máquinas comuns geralmente apresentam distorção superior a 1 ~ 2%, o que pode afetar seriamente a precisão da medição. Em contraste, as lentes telecêntricas passam por rigorosa inspeção de fabricação e qualidade para controlar rigorosamente esse erro abaixo de 0,1%.

3. Sem erros visuais

   Ao fazer medições lineares precisas em aplicações de metrologia, muitas vezes é necessário observar o objeto pela frente padrão (sem incluir a lateral). Além disso, muitas peças mecânicas não podem ser posicionadas com precisão e os intervalos de tempo de medição mudam constantemente. Os engenheiros de software, por outro lado, precisam de imagens que reflitam com precisão a realidade. As lentes telecêntricas podem resolver perfeitamente a confusão acima: como a pupila de entrada pode estar localizada no infinito, apenas o raio principal paralelo ao eixo óptico será recebido durante a imagem.

4. Perspectiva

   Como o nome sugere, o ângulo de visão é o ângulo da linha de visão, ou seja, quão “ampla” a lente óptica do sistema visual pode ver.

Esses parâmetros estão todos inter-relacionados. A relação entre as lentes ópticas do sistema visual é: (1) Quanto menor a distância focal, maior o ângulo de visão; (2) Quanto menor for a distância de trabalho, maior será o campo visual. Para lentes comuns, os princípios de seleção são: quanto menor a distância de trabalho, melhor, quanto menor a distorção da lente, melhor, e quanto maior o campo de visão, melhor.