كيف يؤثر حجم المستشعر على اختيار العدسات والإضاءة ذات المركز البؤري؟

كيف يؤثر حجم المستشعر على اختيار العدسات متحدة المركز وإضاءة الرؤية الآلية؟

في عمليات فحص الرؤية الآلية، يؤثر حجم المستشعر على كيفية استخدام العدسة لدائرة الصورة الخاصة بها، وعلى مقدار الجسم الذي يمكن التقاطه. وبالتزامن مع التكبير، يؤثر ذلك على مجال الرؤية الناتج، والذي يحدد بدوره منطقة الفحص التي يحتاج نظام الإضاءة إلى تغطيتها.

للتطبيقات التي تستخدم عدسة متحدة المركز، لذا، يُعدّ حجم المستشعر جزءًا من علاقة بصرية أوسع. يجب مراعاة مستشعر الكاميرا والعدسة والتكبير ومسافة العمل وإضاءة نظام الرؤية الآلية وفقًا لخاصية الفحص ومساحة الصورة المطلوبة.

لماذا يُعد حجم المستشعر مهمًا في مجال الرؤية الآلية؟

يلتقط مستشعر الكاميرا الصورة التي تشكلها العدسة. وتحدد أبعاده الفيزيائية مقدار دائرة الصورة المتاحة المستخدمة.

قد يؤدي تغيير تنسيق المستشعر إلى تغيير مساحة الصورة القابلة للاستخدام، وبالتالي، مع التكبير، إلى تغيير مجال الرؤية الناتج. فالعدسة المصممة لتنسيق مستشعر معين قد لا توفر نفس مجال الرؤية القابل للاستخدام عند استخدامها مع مستشعر ذي حجم مختلف.

تُعد هذه العلاقة مهمة في فحص الرؤية الآلية، حيث قد يحتاج النظام إلى التقاط منطقة فحص محددة مع الحفاظ على تفاصيل كافية حول الميزة المستهدفة.

لذا، فإن حجم المستشعر ليس مجرد مواصفة للكاميرا، بل يجب التحقق منه مقابل التغطية البصرية التي توفرها العدسة المختارة.

كيف يؤثر حجم المستشعر على اختيار العدسات المتمركزة؟

يُعد توافق المستشعر أحد المواصفات الأولى التي يجب التحقق منها عند اختيار عدسة متحدة المركزتدعم تكوينات العدسات المتمركزة المختلفة تنسيقات مستشعرات مختلفة، بما في ذلك خيارات 2/3 بوصة و1.1 بوصة و1.2 بوصة.

يؤثر التكبير أيضًا على مجال الصورة النهائي. فالتكبير العالي يجعل التفاصيل الصغيرة تشغل مساحة أكبر من المستشعر، بينما التكبير المنخفض يغطي مساحة أكبر من الجسم. ويعتمد التكبير المناسب على حجم التفاصيل ومجال الرؤية المطلوب.

لهذا السبب، لا يُحدد شكل المستشعر وحده اختيار العدسة. بل يجب مراعاة مجال الرؤية المطلوب، والتكبير، ومسافة العمل، وتوافق المستشعر، والأداء البصري معًا.

بالنسبة للفحص البُعدي، تنطبق نفس الاعتبارات عند تقييم عدسة قياس أو عدسة تلي سنترية عالية الدقةيجب أن يوفر التكوين المختار مساحة الصورة المطلوبة مع الحفاظ على الخصائص البصرية اللازمة لمهمة الفحص.

كيف يؤثر حجم المستشعر على مجال الرؤية؟

تُعد العلاقة بين حجم المستشعر ومجال الرؤية جزءًا مهمًا من تصميم النظام البصري.

عندما يبقى التكبير ثابتًا، يؤدي تغيير حجم المستشعر إلى تغيير كمية الجسم التي يمكن التقاطها. يمكن للمستشعر الأكبر استخدام جزء أكبر من دائرة الصورة عندما تكون العدسة مصممة لدعم هذا الحجم من المستشعر.

لنفترض وجود عدستين متحدة المركز لهما نفس التكبير ولكن بتوافق مختلف مع المستشعرات. قد تختلف مجالات الرؤية القابلة للاستخدام لكل منهما لأن المستشعرات تستخدم أجزاءً مختلفة من دائرة الصورة المتاحة.

لهذا السبب، ينبغي تحديد مجال الرؤية المطلوب قبل اختيار العدسة بناءً على التكبير فقط. توفر منطقة الفحص المستهدفة نقطة انطلاق أكثر فائدة لتحديد المزيج الأمثل من المستشعر والتكبير والعدسة.

هل يتطلب المستشعر الأكبر عدسة أكبر دائمًا؟

ليس بالضرورة. يرتبط حجم المستشعر بحجم العدسة، لكن الأبعاد الفيزيائية لهيكل العدسة لا تحدد في حد ذاتها ما إذا كان يمكن استخدام مستشعر معها أم لا.

المواصفات الأكثر أهمية هي التغطية البصرية للصورة التي توفرها العدسة. فالعدسة المصممة لمستشعر أكبر قد يكون لها دائرة صورة مناسبة لهذا الحجم، بينما العدسة المصممة لمستشعر أصغر قد لا توفر تغطية كاملة لمستشعر أكبر.

لذا، ينبغي التحقق من توافق المستشعر مع مواصفات العدسة قبل تركيب الكاميرا والعدسة. يساعد ذلك في تحديد منطقة التصوير المطلوبة وتجنب استخدام مستشعر يتجاوز دائرة الصورة القابلة للاستخدام.

كيف يؤثر حجم المستشعر على إضاءة نظام الرؤية الآلية؟

إن تأثير حجم المستشعر على الإضاءة هو تأثير غير مباشر في الغالب.

يعمل حجم المستشعر بالتنسيق مع العدسة والتكبير لتحديد مجال الرؤية. يحدد مجال الرؤية المنطقة التي تظهر في الصورة، وتصبح هذه المنطقة مرجعًا لتغطية الإضاءة.

يمكن التعبير عن العلاقة على النحو التالي:

حجم المستشعر ← العدسة والتكبير ← مجال الرؤية ← منطقة الفحص ← تغطية الإضاءة

عند تغيير المستشعر أو التكبير، قد يتغير مجال الفحص الناتج أيضًا. وقد يكون من المناسب حينها استخدام ترتيب إضاءة مختلف بناءً على حجم وموقع وخصائص سطح العنصر المراد فحصه.

أن مصدر إضاءة صناعية يمكن أن يشمل مصباح محوري، إضاءة حلقية، إضاءة شريطية، إضاءة خلفية، إضاءة قبة، و ضوء AOI. تلبي أنواع الإضاءة هذه متطلبات إضاءة مختلفة، لذا يجب أن يأخذ الاختيار في الاعتبار ميزة الفحص، وحالة السطح، واتجاه الإضاءة، والمنطقة التي يغطيها مجال الرؤية النهائي.

على سبيل المثال، قد يتطلب السطح المستوي العاكس ترتيب إضاءة مختلفًا عن حافة أو ميزة سطحية تتطلب إضاءة موجهة.

لماذا تعتبر مسافة العمل مهمة؟

مسافة العمل (WD) هي المسافة بين العدسة والجسم المراد فحصه. وتصبح هذه المسافة عاملاً مهماً بعد تحديد تنسيق المستشعر المطلوب، ومجال الرؤية، والتكبير.

قد تختلف نطاقات مسافة العمل في نماذج العدسات متحدة المركز. ويمكن أن توفر مسافة العمل الأطول مساحة إضافية حول منطقة الفحص للإضاءة أو التركيبات أو الحركة الميكانيكية، وذلك حسب تكوين النظام.

تؤثر مسافة العمل أيضاً على كيفية وضع الإضاءة. يجب أن تتناسب الإضاءة الحلقية أو الإضاءة الشريطية أو أي مصدر إضاءة صناعي آخر مع المساحة المتاحة مع توفير إضاءة مناسبة لمنطقة الفحص.

لذلك ينبغي تقييم WD جنبًا إلى جنب مع العدسة وترتيب الإضاءة بدلاً من التعامل معها كمواصفة عدسة معزولة.

كيف تتناسب الدقة مع اختيار حجم المستشعر؟

لا يؤدي استخدام مستشعر أكبر حجماً بالضرورة إلى زيادة دقة الفحص.

يعتمد مستوى التفاصيل المرئية في الصورة على الأداء المُتكامل للمستشعر والعدسة والتكبير والنظام البصري. يُمكن للمستشعر الكبير أن يُوفر مساحة صورة أكبر، ولكن تفاصيل الفحص الصغيرة لا تزال تتطلب دقة بصرية مناسبة.

بالنسبة للتطبيقات التي تتضمن تفاصيل دقيقة الأبعاد أو ميزات صغيرة، أ عدسة تلي سنترية عالية الدقة أو عدسة تلي سنترية فائقة الدقة يمكن النظر في ذلك وفقًا للأداء البصري المطلوب.

تُعدّ العلاقة بين تغطية الصورة وتفاصيلها بالغة الأهمية عند اختيار المستشعر. قد يؤدي زيادة حجم المستشعر إلى توسيع مجال الرؤية القابل للاستخدام، ولكن لا يزال النظام بحاجة إلى تحديد الميزات المهمة للفحص بدقة.

تساهم إضاءة الرؤية الآلية أيضاً في إبراز هذه الميزات. فالإضاءة المناسبة تساعد في تحديد الحواف، واختلافات السطح، وغيرها من خصائص الفحص ضمن المجال الملتقط.

كيف ينبغي اختيار حجم المستشعر والعدسة والإضاءة معًا؟

يمكن أن تبدأ عملية الاختيار العملية بمتطلبات الفحص وتتجه نحو الترتيب البصري الكامل.

1. حدد خاصية الفحص.

حدد الميزة التي تحتاج إلى اكتشافها أو قياسها أو فحصها، وحدد مقدار التفاصيل التي يجب أن تظهرها الصورة.

2. تحديد مجال الرؤية المطلوب.

حدد المنطقة التي يجب أن تظهر في الصورة. قد يكون مجال الرؤية المطلوب أصغر بكثير من الأبعاد الفيزيائية لقطعة العمل بأكملها.

3. حدد تنسيق المستشعر.

اختر مستشعرًا يوفر تغطية صورة مناسبة عند اقترانه بالنظام البصري المقصود.

4. تحديد التكبير.

قم بمطابقة التكبير مع مجال الرؤية المطلوب وحجم الميزة.

5. تقييم العدسة المتحدة المركز.

تحقق من توافق المستشعر، ومجال الرؤية، ومسافة العمل، والدقة، والمركزية، والتشوه قبل الانتهاء من اختيار العدسة.

6. حدد إضاءة الرؤية الآلية.

بمجرد تحديد المجال البصري، اختر الإضاءة وفقًا لمنطقة الفحص وخصائص السطح واتجاه الإضاءة ومساحة التركيب المتاحة.

على سبيل المثال، مصباح محوري يمكن اعتبارها مناسبة لبعض الأسطح المستوية العاكسة، بينما إضاءة حلقية، إضاءة شريطية، إضاءة خلفية، إضاءة قبة أو ضوء AOI يمكن استخدامها في ظروف فحص مختلفة.

يحافظ هذا التسلسل على ربط قرارات المستشعر والعدسة والإضاءة بنفس متطلبات الفحص.

ما الذي يجب التحقق منه قبل إتمام النظام؟

قبل وضع اللمسات الأخيرة على نظام فحص الرؤية الآلية، ينبغي مراجعة المعايير التالية معًا:

• حجم المستشعر وتوافق العدسة
• مجال الرؤية المطلوب
• التكبير
• مسافة العمل
• الدقة البصرية
• التمركز عن بعد والتشويه
• تغطية الإضاءة
• اتجاه الإضاءة
• خصائص سطح قطعة العمل
• مساحة التركيبات الميكانيكية

قد يؤثر تغيير حجم المستشعر على مساحة الصورة القابلة للاستخدام، لكن تأثيره العملي يعتمد على العدسة المختارة ونسبة التكبير. ويحدد مجال الرؤية الناتج مقدار الإضاءة اللازمة لقطعة العمل.

لهذا السبب، يُفضل تقييم حجم المستشعر كجزء من المسار البصري الكامل:

المستشعر ← العدسة ← التكبير ← مجال الرؤية ← منطقة الفحص ← الإضاءة

توفر هذه العلاقة أساسًا عمليًا أكثر لاختيار عدسة مركزية وإضاءة رؤية آلية لفحص الأبعاد والميزات.

التعليمات

1. لماذا يُعد حجم المستشعر مهمًا بالنسبة للعدسة متحدة المركز؟
يؤثر ذلك على توافق العدسات، ويؤثر، إلى جانب التكبير، على مجال الرؤية القابل للاستخدام.

2. هل يعني وجود مستشعر أكبر مجال رؤية أكبر؟
يمكن ذلك، اعتمادًا على دائرة صورة العدسة، وتوافق المستشعر، والتكبير.

3. هل يؤثر حجم المستشعر بشكل مباشر على اختيار الإضاءة؟
ليس بشكل مباشر. تأثيره على الإضاءة يكون بشكل رئيسي من خلال مجال الرؤية ومنطقة الفحص الناتجة.

4. لماذا تعتبر مسافة العمل مهمة؟
يحدد هذا المقياس المسافة بين العدسة والجسم المراد فحصه، كما يؤثر على الترتيب المتاح للإضاءة والتجهيزات.

5. كيف ينبغي اختيار نظام الرؤية الآلية؟
ابدأ بميزة الفحص ومجال الرؤية المطلوب، ثم قم بمطابقة المستشعر والتكبير والعدسة ومسافة العمل والإضاءة مع تلك المتطلبات.