2026-07-31
Thấu kính quang học của hệ thống thị giác thường được gọi là ống kính máy ảnh hoặc ống kính chụp ảnh, hoặc gọi tắt là ống kính, và chức năng của nó là tạo ảnh quang học. Ống kính là một thành phần quan trọng trong hệ thống thị giác máy và đóng vai trò then chốt trong chất lượng ảnh. Nó ảnh hưởng đến một số chỉ số chính của chất lượng ảnh, bao gồm: độ phân giải, độ tương phản, độ giảm và góc nhìn. Có rất nhiều loại ống kính, và chất lượng cũng rất khác nhau. Tuy nhiên, người dùng thông thường thường không chú trọng đủ đến việc lựa chọn ống kính khi thiết kế hệ thống, dẫn đến không thu được ảnh lý tưởng và thậm chí thất bại trong việc phát triển hệ thống. Do đó, việc lựa chọn ống kính quang học cho hệ thống thị giác cũng rất quan trọng.
Lựa chọn ống kính quang học cho hệ thống thị giác (Hình 1)
Độ phân giải ảnh thường được đo bằng CTF (hàm truyền tương phản) định lượng độ tương phản tần số không gian hiện có của cảm biến ảnh, với đơn vị là lp/mm (cặp đường truyền mỗi milimet). Hầu hết các nhà tích hợp thị giác máy thường chỉ thu thập một số lượng lớn ống kính giá rẻ, độ phân giải thấp, pixel thấp, và sau đó chỉ có thể tạo ra ảnh mờ. Với ống kính telecentric AFT, ảnh có độ phân giải cao có thể được tạo ra ngay cả với cảm biến ảnh pixel nhỏ (ví dụ: 5,5 megapixel, 2/3").
Hệ số méo là sự khác biệt theo phần trăm giữa kích thước thực tế và kích thước ảnh của cảm biến ảnh. Ống kính máy thông thường thường có độ méo cao hơn 1~2%, điều này có thể ảnh hưởng nghiêm trọng đến độ chính xác của phép đo. Ngược lại, ống kính telecentric trải qua quá trình sản xuất và kiểm tra chất lượng nghiêm ngặt để kiểm soát chặt chẽ lỗi này dưới 0,1%.
Khi thực hiện các phép đo tuyến tính chính xác trong các ứng dụng đo lường, thường cần quan sát đối tượng từ phía trước tiêu chuẩn (không bao gồm hoàn toàn các cạnh bên). Ngoài ra, nhiều bộ phận cơ khí không thể đặt chính xác, và các khoảng thời gian đo liên tục thay đổi. Mặt khác, các kỹ sư phần mềm cần ảnh phản ánh chính xác vật thể thực. Ống kính telecentric có thể giải quyết hoàn hảo những bối rối trên: vì đồng tử vào có thể đặt ở vô cực, chỉ tia chính song song với trục quang học mới được nhận trong quá trình tạo ảnh.
Như tên gọi, góc nhìn là góc của đường ngắm, tức là ống kính quang học của hệ thống thị giác có thể nhìn "rộng" đến mức nào.
Tất cả các thông số này đều liên quan đến nhau. Mối quan hệ giữa các ống kính quang học của hệ thống thị giác là: (1) Tiêu cự càng nhỏ, góc nhìn càng lớn; (2) Khoảng cách làm việc càng ngắn, trường nhìn càng lớn. Đối với ống kính thông thường, nguyên tắc lựa chọn là: khoảng cách làm việc càng gần càng tốt, độ méo của ống kính càng nhỏ càng tốt, và trường nhìn càng lớn càng tốt.
