Görüş sistemleri için optik lens seçimi

Görsel sistemin optik merceğine genel olarak kamera merceği veya fotoğraf merceği, kısaca mercek denir ve işlevi optik görüntülemedir. Mercek, makine görme sisteminde önemli bir bileşendir ve görüntüleme kalitesinde kilit rol oynar. Görüntüleme kalitesinin çözünürlük, kontrast, küçültme ve görüş açısı gibi birçok ana göstergesini etkiler. Merceklerin sadece birçok türü değil, aynı zamanda çok farklı kaliteleri de vardır. Ancak, sıradan kullanıcılar sistem tasarlarken mercek seçimlerine yeterince dikkat etmeyerek ideal görüntüler elde edememekte ve hatta sistem geliştirme başarısız olmaktadır. Bu nedenle, görme sistemleri için optik mercek seçimi de kritik öneme sahiptir.

Görme Sistemi Optik Mercek Seçimi (Şekil 1)

1. Yüksek Görüntü Çözünürlüğü

   Görüntü çözünürlüğü genellikle, görüntü sensörünün mevcut uzamsal frekans kontrastını ölçen ve lp/mm (milimetre başına çizgi çifti) biriminde olan bir CTF (kontrast aktarım fonksiyonu) ile ölçülür. Makine görme entegratörlerinin çoğu, ucuz, düşük pikselli, düşük çözünürlüklü çok sayıda mercek toplar ve yalnızca bulanık görüntüler üretebilir. AFT telecentrik mercek ile küçük pikselli görüntü sensörlerinde (5,5 megapiksel, 2/3 inç gibi) bile yüksek çözünürlüklü görüntüler üretilebilir.

2. Neredeyse Sıfır Bozulma

   Bozulma katsayısı, görüntü sensörünün gerçek boyutu ile görüntü boyutu arasındaki yüzde farkıdır. Sıradan makine mercekleri genellikle %1-2'den yüksek bozulmaya sahiptir ve bu da ölçüm doğruluğunu ciddi şekilde etkileyebilir. Buna karşılık, telecentrik mercekler, bu hatayı %0,1'in altına sıkı bir şekilde kontrol etmek için sıkı üretim ve kalite denetiminden geçer.

3. Görsel Hata Yok

   Metrologi uygulamalarında hassas doğrusal ölçümler yaparken, nesneyi standart ön taraftan (kenarı hiç dahil etmeden) gözlemlemek genellikle gereklidir. Ek olarak, birçok mekanik parça doğru bir şekilde yerleştirilemez ve ölçüm zaman aralıkları sürekli değişir. Yazılım mühendislerinin ise gerçek şeyi doğru bir şekilde yansıtan görüntülere ihtiyacı vardır. Telecentrik mercekler yukarıdaki kafa karışıklıklarını mükemmel bir şekilde çözebilir: çünkü giriş göz bebeği sonsuzda konumlandırılabilir, görüntüleme sırasında yalnızca optik eksene paralel ana ışın alınır.

4. Görüş Açısı

   Adından da anlaşılacağı gibi, görüş açısı bakış hattının açısıdır, yani görme sisteminin optik merceğinin ne kadar "geniş" görebileceğidir.

Bu parametrelerin hepsi birbiriyle ilişkilidir. Görme sisteminin optik merceklerinin ilişkisi şöyledir: (1) Odak uzaklığı ne kadar küçükse, görüş açısı o kadar büyük olur; (2) Çalışma mesafesi ne kadar kısaysa, görüş alanı o kadar büyük olur. Sıradan mercekler için seçim prensipleri şunlardır: çalışma mesafesi ne kadar yakınsa o kadar iyi, merceğin bozulması ne kadar azsa o kadar iyi ve görüş alanı ne kadar büyükse o kadar iyi.