W przemysłowych systemach widzenia maszynowego obiektyw kamery przemysłowej jest odpowiednikiem ludzkiego oka, a jego główną funkcją jest ogniskowanie optycznego obrazu celu na światłoczułej matrycy powierzchniowej czujnika obrazu (kamery). Wszystkie informacje o obrazie przetwarzane przez system wizualny są uzyskiwane przez soczewkę, a jakość soczewki ma bezpośredni wpływ na ogólną wydajność systemu wizualnego. Oto 23 ważne terminy techniczne związane z przemysłowymi soczewkami widzenia maszynowego.
1, zniekształcenie
Można podzielić na zniekształcenie poduszki i zniekształcenie beczki, jak pokazano poniżej:
2. Zniekształcenia telewizyjne:
Wartość obliczona jako procent rzeczywistej długości boku zniekształconego kształtu i kształtu idealnego
3. Powiększenie optyczne
4, powiększenie monitora
5. Rozdzielczość MTF
Pokazuje odstęp między 2 widocznymi punktami 0,61x użytej długości fali (λ)/NA=rozdzielczość (μ)
Powyższa metoda obliczeń może teoretycznie obliczyć rozdzielczość, ale nie obejmuje zniekształceń.
※ Długość fali użytkowej wynosi 550 nm
6. Rozdzielczość
Liczba czarno-białych linii jest widoczna w środku 1 mm. Jednostka (lp)/mm.
7. MTF (funkcja przenoszenia modulacji)
Częstotliwość przestrzenna i kontrast używane do odtworzenia zmian odcienia na powierzchni obiektu podczas obrazowania.
8. Odległość robocza
Odległość od tubusu obiektywu do obiektu
9. O/I (sprzeciw wobec termowizora)
Odległość między przedmiotem a obrazem to długość między przedmiotem a obrazem.
10. Koło obrazu
Rozmiar obrazu φ, należy wprowadzić rozmiar czujnika aparatu.
11. Typ mocowania kamery
Obiektyw z mocowaniem typu C : średnica 1" x 32 TPI: FB: 17,526 mm
Obiektyw z mocowaniem CS : średnica 1" x 32 TPI: FB: 12,526 mm
Mocowanie F: FB: 46,5 mm
M72-Mount: Producenci FB są różni
12. Pole widzenia (FOV)
Pole widzenia odnosi się do zasięgu boku obiektu widzianego po użyciu aparatu
Podłużna długość efektywnego obszaru kamery (V) / powiększenie optyczne (M) = pole widzenia (V)
Długość poprzeczna efektywnej powierzchni kamery (H) / powiększenie optyczne (M) = pole widzenia (H)
＊Pole widzenia w danych technicznych odnosi się do wartości obliczonej na podstawie ogólnej wartości źródła światła i skutecznej powierzchni.
Pionowa długość efektywnego obszaru kamery (V) lub (H) = rozmiar jednego piksela kamery × liczba efektywnych pikseli (V) lub (H).
13, głębia widzenia
Głębia ostrości odnosi się do odległości obiektu po zobrazowaniu. Podobnie zakres po stronie aparatu nazywany jest głębią ostrości. Wartość określonej głębi ostrości jest nieco inna.
14, ogniskowa (f)
Odległość od tylnego punktu głównego (H2) układu optycznego f (ogniskowa) do powierzchni ogniskowej.
15、F/NIE
Kiedy soczewka jest z nieskończonej odległości, jasność reprezentuje wartość, która jest mniejsza i jaśniejsza. FNO - ogniskowa / przysłona wejściowa lub kaliber 効 - f/D
16, skuteczne F
Jasność obiektywu przy ograniczonej odległości.
Efekt F s (mnożenie optyczne 1 s) x F s
Efekt F - Mnożenie optyczne / 2NA
17, nie dotyczy (przysłona numeryczna)
NA z boku obiektu to sin uxn
Na' po stronie obrazowania s sin u'x n'
Poniższy obraz przedstawia kąt wejścia u, współczynnik załamania światła n po stronie przedmiotu, współczynnik załamania światła „n” po stronie obrazowania
NA - NA' x Powiększenie
18, jasność krawędzi
Jasność względna odnosi się do procentowego udziału światła centralnego i peryferyjnego.
19, soczewka dalekiego serca
Soczewka, w której główne światło jest równoległe do źródła światła soczewki. Po stronie obiektu znajduje się dalsze serce, dalsze serce po stronie obrazowania, dalsze serce po obu stronach i tak dalej.
20. Telecentryczny
Telecentryczność odnosi się do błędu powiększenia obiektu. Im mniejszy błąd powiększenia, tym wyższa telecentryczność.
Telecentryczność ma wiele różnych zastosowań. Ważne jest, aby zrozumieć telecentryczność przed użyciem obiektywu. Promień główny soczewki telecentrycznej jest równoległy do osi optycznej soczewki,
Jeśli telecentryczność nie jest dobra, efekt użycia soczewki telecentrycznej nie jest dobry; Telecentryczność można łatwo potwierdzić za pomocą poniższego rysunku.
21. Głębia ostrości (DOF)
Głębię ostrości można obliczyć za pomocą następującego wzoru:
Głębia ostrości = 2 x dopuszczalny COC x efektywne F / powiększenie optyczne 2 = dopuszczalna wartość błędu / (NA x powiększenie optyczne)
(Przy użyciu dopuszczalnego COC 0,04 mm)
22. Płyta wentylacyjna i rozdzielczość
Airy Disk odnosi się do faktu, że koncentryczny okrąg powstaje, gdy światło jest skupiane przez soczewkę bez zniekształceń. Ten koncentryczny okrąg nazywa się Airy Disk. Promień r Airy Disk można obliczyć za pomocą następującego wzoru obliczeniowego. Ta wartość nazywana jest rozdzielczością. r= 0,61λ/NA Promień krążka powietrznego zmienia się wraz z długością fali. Im dłuższa długość fali, tym trudniej jest skoncentrować światło w jednym punkcie. Przykład: długość fali soczewki NA0.07 550nm r=0,61*0,55/0,07=4,8μ
23, MTF i rozdzielczość
MTF (funkcja przenoszenia modulacji) odnosi się do zmiany gęstości na powierzchni obiektu, a strona obrazująca jest również odtwarzana. Wskazuje wydajność obrazowania obiektywu, stopień kontrastu obrazowanego i odtwarzanego obiektu. Aby przetestować wydajność porównania, używany jest czarno-biały test interwałowy z określoną częstotliwością przestrzenną. Częstotliwość przestrzenna odnosi się do stopnia zmiany gęstości w odległości 1 mm.
Jak pokazano na rysunku 1, czarno-biała fala matrycy, kontrast czerni i bieli wynosi 100%. Po sfotografowaniu tego obiektu przez obiektyw, zmiana kontrastu obrazu jest określana ilościowo. Zasadniczo, bez względu na obiektyw, nastąpi spadek kontrastu. Końcowy kontrast zostaje zredukowany do 0%. , Nie można rozróżnić kolorów
Na rycinach 2 i 3 przedstawiono zmiany liczby przestrzennych fal okołofalowych po stronie obiektu oraz po stronie obrazowania. Oś pozioma reprezentuje liczbę fal w przestrzeni na tydzień, a oś pionowa reprezentuje jasność. Kontrast między stroną obiektu a stroną obrazowania jest obliczany przez A i B. MTF jest obliczany przez stosunki A i B.
Zależność między rozdzielczością a funkcją MTF: Rozdzielczość odnosi się do sposobu, w jaki 2 punkty są od siebie oddzielone. Generalnie z wartości rozdzielczości można ocenić, czy obiektyw jest dobry, czy zły, ale tak naprawdę MTF i rozdzielczość mają świetny związek. Rysunek 4 przedstawia krzywą MTF dwóch różnych soczewek. Obiektyw a ma niską rozdzielczość, ale wysoki kontrast. Obiektyw b ma niski kontrast, ale wysoką rozdzielczość.
