Selección de lentes ópticas para sistemas de visión.

La lente óptica del sistema visual se denomina generalmente lente de cámara o lente fotográfica, o simplemente lente, y su función es la formación de imágenes ópticas. La lente es un componente importante en el sistema de visión artificial y desempeña un papel clave en la calidad de la imagen. Afecta a varios indicadores importantes de la calidad de la imagen, entre ellos: resolución, contraste, reducción y ángulo de visión. No solo hay muchos tipos de lentes, sino que también su calidad es muy diferente. Sin embargo, los usuarios comunes a menudo no prestan suficiente atención a la selección de lentes al diseñar el sistema, lo que resulta en la incapacidad de obtener imágenes ideales e incluso en el fracaso del desarrollo del sistema. Por lo tanto, la selección de lentes ópticas para sistemas de visión también es crucial.

Selección de lentes ópticas para sistemas de visión (Figura 1)

1. Alta resolución de imagen

   La resolución de imagen se mide generalmente por una CTF (función de transferencia de contraste) que cuantifica el contraste de frecuencia espacial existente del sensor de imagen, en unidades de lp/mm (acoplamientos de línea por milímetro). La mayoría de los integradores de visión artificial a menudo solo recopilan una gran cantidad de lentes baratas de baja resolución y pocos píxeles, y luego solo pueden generar imágenes borrosas. Con la lente telecéntrica AFT, se pueden generar imágenes de alta resolución incluso con sensores de imagen de píxeles pequeños (como 5,5 megapíxeles, 2/3").

2. Distorsión casi nula

   El coeficiente de distorsión es la diferencia porcentual entre el tamaño real y el tamaño de la imagen del sensor de imagen. Las lentes de máquina ordinarias suelen tener una distorsión superior al 1-2%, lo que puede afectar seriamente la precisión de la medición. En contraste, las lentes telecéntricas se someten a una estricta inspección de fabricación y calidad para controlar estrictamente este error por debajo del 0,1%.

3. Sin errores visuales

   Al realizar mediciones lineales precisas en aplicaciones de metrología, a menudo es necesario observar el objeto desde el frente estándar (sin incluir el lateral en absoluto). Además, muchas piezas mecánicas no se pueden colocar con precisión y los intervalos de tiempo de medición cambian constantemente. Los ingenieros de software, por otro lado, necesitan imágenes que reflejen con precisión la realidad. Las lentes telecéntricas pueden resolver perfectamente las confusiones anteriores: debido a que la pupila de entrada puede ubicarse en el infinito, solo se recibirá el rayo principal paralelo al eje óptico durante la formación de la imagen.

4. Perspectiva

   Como su nombre indica, el ángulo de visión es el ángulo de la línea de visión, es decir, cuán "amplio" puede ver la lente óptica del sistema de visión.

Todos estos parámetros están interrelacionados. La relación entre las lentes ópticas del sistema visual es: (1) Cuanto menor sea la distancia focal, mayor será el ángulo de visión; (2) Cuanto menor sea la distancia de trabajo, mayor será el campo de visión. Para lentes ordinarias, los principios de selección son: cuanto más cerca la distancia de trabajo, mejor; cuanto menor la distorsión de la lente, mejor; y cuanto mayor el campo de visión, mejor.