Kako odabrati objektiv kamere? Vrhunski faktori koji će se uzeti u obzir

U ugrađenom dizajnu sistema Vision, modul kamere se često smatra sržom, ali objektiv - "oko" iza njega - je prava duša koja određuje kvalitetu slike. Visokokvalitetna sočiva maksimizira performanse senzora slike, dok neprikladan objektiv može rezultirati mutnim i iskrivljenim slikama ili čak činiti cijeli sustav beskorisni. Za inženjere, razumijevanje temeljne logike iza sebe kako odabrati objektiv kamere prvi je korak u izgradnji visoko performansi vida.

Kao konsultant specijaliziran za module kamera, ovaj članak će pružiti dubinsku analizu različitih vrsta objektiva i njihovih principa rada i pružiti detaljan praktični vodič koji će vam pomoći da odmjerite različite ključne parametre i odaberite najbolji objektiv za svoju aplikaciju.

Koje su različite vrste sočiva?

Da biste odgovorili na pitanje šta je objektiv za kameru, prvo moramo kategorizirati leće kako bi bolje razumjeli njihove karakteristike i koristi. Na ugrađenom vizijskom polju leće su uglavnom kategorizirani na osnovu njihovih optičkih svojstava i mehaničkih sučelja.

1. Glavna sočiva:Ove leće imaju fiksnu žarišnu duljinu i ne mogu postići optički zum. Njihova prodajna tačka leži u svom relativno jednostavnom optičkom dizajnu, koji pruža odličnu kvalitetu slike, široki otvor i smanjena distorzija. Nedostatak leća fiksne fokusiranje je njihov nedostatak fleksibilnosti. Jednom instaliran, njihovo polje (FOV) je fiksirano.
2. Objektila za zumiranje:Ove leće imaju promjenjivu žarišnu duljinu, omogućavajući inženjerima da promijene vidno polje prilagođavajući žarišnu duljinu. Njihova prodajna tačka je fleksibilnost, omogućavajući jednoj objektiv da se prilagodi raznim scenarijima. Međutim, njihov je nedostatak složen optički dizajn, a uglavnom im nedostaje kvalitet slike, otvor blende i kontrolu izobličenja na leće fiksne fokusiranje.
3. Telecentrična sočiva:Ove sočive su specijalizirani za strojno vid. Njihova jedinstvena karakteristika je da su sve glavne zrake paralelno s optičkim osi. Njihova prodajna točka je da eliminiraju perspektivnu grešku, osiguravajući da se uvećanje objekta ne mijenja sa svojom udaljenosti od objektiva. Ovo je ključno za visoko precizne dimenzionalne mjerne i industrijske inspekcijske aplikacije.
4. Objektivi širokog ugla i ribezmice:Ove leće imaju izuzetno kratke žarišne duljine i mogu snimiti vrlo široko polje. Fishye sočiva mogu čak pružiti polje vidno prelazi 180 stepeni. Njegova prodajna točka je njegova sposobnost da primi više informacija unutar jednog okvira, čineći ga pogodnim za scenarije poput panoramskih nadzora. Međutim, njegov nedostatak je ozbiljan distorzija barela, za što je potrebna ispravka softvera.
5. C-Mount & CS-Mount:Ovo nije optički tip, već mehanički standard za ugradnju. C-nosač i CS-nosač su dva uobičajena industrijska nosača sočiva. Prirubnica žarišna udaljenost (FD) za C-nosač je 17.526 mm, dok je za CS-nosač 12.526mm. Razumijevanje razlika između ova dva nosača ključno je za osiguravanje pravilnog fizičkog uklapanja između objektiva iModul kamere.

Vrhunski faktori koji treba uzeti u obzir pri odabiru ugrađenog objektiva kamere

Da biste odgovorili na pitanje kako odabrati objektiv kamere, moramo provesti detaljnu analizu u više dimenzija. Ovo se ne odnosi samo na odabir sočiva; Riječ je o uravnoteženju performansi, troškova i fizičke veličine.

1. Žarišna dužina i polje pogleda

Žarišna duljina je osnovni parametar sočiva, određivanje polje i uvećanja. Kraća žarišna duljina ima šire vidno polje; Duža žarišna duljina ima uže vidno polje, ali može snimiti predmete dalje. U ugrađenim sistemima, žarišna duljina sočiva često treba precizno izračunati kako bi se osiguralo da se ciljni objekt u potpunosti zarobi na senzoru slike. To zahtijeva razmatranje radne udaljenosti i veličine senzora.

2. Brede i F-broj

Otvor blende je veličina rupe u objektivu koja kontrolira količinu unosa svjetla, obično izraženo kao F-broj. Manji F-broj znači veći otvor blende, omogućavajući veću svjetlost da uđe, što je ključno za snimanje u okruženjima slabog osvjetljenja. Veliki otvor omogućava da senzor slike snimi dovoljne informacije o slikama s kraćim vremenom ekspozicije, na taj način povećavajući brzinu kadrova. Međutim, veliki otvor blende rezultira plitkom dubinom polja, što znači da su samo predmeti na određenoj udaljenosti u fokusu. Ovo je izazov u aplikacijama za strojne vizije u kojima je puna jasnoća čitavog objekta ključna.

3. Veličina slike i senzora slike

Krug slika je kružno područje koje objektiv može jasno slika. Krug slike objektiva mora biti veći ili jednak dijagonalnoj veličini senzora slike. Ovo je ključno za podudaranje objektiva s modulom kamere. Ako je krug slike objektiva premali, teška vinjeta pojavit će se na ivicama slike, utječući na kvalitetu slike i potencijalno uzrokujući da algoritmi strojnih vida ne uspije.

4. Rezolucija i MTF krivulja

Sami objektiv imaju ograničenja rezolucije, mjerenu krivuljom MTF (Funkcija modulacije). Objektiv visoke rezolucije može više detaljnije projektati na senzor slike, omogućavajući modulu kamere za snimanje finije slike. Stoga, rezolucija sočiva mora odgovarati veličini piksela senzora slike. Inače, čak i sa senzorom visokog piksela, konačna jasnoća slike ne može biti zagarantovana.

5. Iskrivljenost

Iskrivljenost se odnosi na geometrijsku izobličenje uzrokovanu objektivom. Uobičajeni primjeri uključuju distorziju cijevi i iskrivljenju pincushion-a. U aplikacijama koje zahtijevaju precizno mjerenje dimenzionalnog (Industrijske kvalitete) i 3D rekonstrukcija, izobličenje objektiva je obavezno izazov. Iskrivljuje oblik objekta, utječući na točnost mjerenja. Telecentrični sočivi su najbolje rješenje ovog problema.

6. Radna distanca

Radna distanca je udaljenost između prednjeg dijela objektiva i objekta. Različite leće imaju različite optimalne raspone radne udaljenosti. Prilikom odabira objektiva, osigurajte da se može jasno fokusirati unutar ove udaljenosti. Za aplikacije za makro ili ultra daljinu su potrebne specijalizirane vrste objektiva.

7. Vrsta montiranja

Mount je mehanički standard veze između objektiva i modula kamere, poput C-nosača i CS-nosača. Standardizirani nosači omogućavaju zamjenjivu upotrebu sočiva i modula kamere od različitih proizvođača. Važno je napomenuti da C-nosač i CS-nosač imaju različite žarisne udaljenosti prirubnica. Ako koristite aCS-Mount modul kamereSa objektivom sa C-montažom potreban je odstojnik od 5 mm.

Sažetak

Odabir objektiva kamere je sistematsko inženjerska odluka. Zahtijeva da inženjeri ne samo razumjevaju kategorije objektiva, već i duboko razumiju interakciju ključnih parametara poput žarišne duljine, otvor blende, kruga slike, rezolucije, izobličenja i radne udaljenosti. Objektiv je prva veza u optičkom putu ugrađenog vizije sistema. Njegova selekcija direktno određuje plafon za performanse čitavog sistema.

Muchision vam pomaže u izboru objektiva

Borite se sa izborom sočiva za svoj projekt?Danas se obratite našem stručnom timu. Osigurat ćemo profesionalnu selekciju objektiva i optičko rješenje savjetovanje kako bismo vam pomogli da izgradite najbolji ugrađeni vid sistem za vašu aplikaciju!