Wie beeinflusst die Sensorgröße die Auswahl von telezentrischen Objektiven und Beleuchtung?

Wie beeinflusst die Sensorgröße die Auswahl von telezentrischen Objektiven und der Beleuchtung für die industrielle Bildverarbeitung?

Bei der maschinellen Bildverarbeitung beeinflusst die Sensorgröße, wie ein Objektiv seinen Bildkreis nutzt und wie viel vom Objekt erfasst werden kann. Zusammen mit der Vergrößerung wirkt sie sich auf das resultierende Sichtfeld (FOV) aus, welches wiederum den Inspektionsbereich bestimmt, den das Beleuchtungssystem abdecken muss.

Für Anwendungen, die ein Telezentrische Linse, Die Sensorgröße ist daher nur ein Teil eines umfassenderen optischen Zusammenhangs. Kamerasensor, Objektiv, Vergrößerung, Arbeitsabstand und Beleuchtung der Bildverarbeitungsanlage müssen entsprechend dem Prüfmerkmal und dem erforderlichen Bildbereich berücksichtigt werden.

Warum ist die Sensorgröße bei der maschinellen Bildverarbeitung wichtig?

Der Kamerasensor erfasst das vom Objektiv erzeugte Bild. Seine physikalischen Abmessungen bestimmen, wie viel vom verfügbaren Bildkreis genutzt wird.

Durch die Änderung des Sensorformats kann sich der nutzbare Bildbereich und, zusammen mit der Vergrößerung, das resultierende Sichtfeld verändern. Ein für ein bestimmtes Sensorformat entwickeltes Objektiv liefert möglicherweise nicht dasselbe nutzbare Bildfeld, wenn es mit einem Sensor anderer Größe kombiniert wird.

Diese Beziehung ist wichtig in Maschinelle Bildverarbeitung, wobei das System möglicherweise einen bestimmten Inspektionsbereich erfassen muss, während gleichzeitig genügend Details um das Zielmerkmal herum erhalten bleiben.

Die Sensorgröße ist daher nicht nur eine Kameraspezifikation. Sie muss im Hinblick auf die optische Bildfeldabdeckung des gewählten Objektivs überprüft werden.

Wie beeinflusst die Sensorgröße die Auswahl telezentrischer Objektive?

Die Sensorkompatibilität ist eine der ersten Spezifikationen, die bei der Auswahl eines Sensors überprüft werden sollten. Telezentrische LinseVerschiedene telezentrische Objektivkonfigurationen unterstützen unterschiedliche Sensorformate, darunter 2/3-Zoll-, 1,1-Zoll- und 1,2-Zoll-Optionen.

Die Vergrößerung beeinflusst auch das endgültige Bildfeld. Eine höhere Vergrößerung kann dazu führen, dass ein kleines Objekt einen größeren Teil des Sensorbereichs einnimmt, während eine geringere Vergrößerung einen größeren Objektbereich erfassen kann. Die geeignete Vergrößerung hängt von der Objektgröße und dem benötigten Sichtfeld ab.

Aus diesem Grund ist das Sensorformat allein nicht ausschlaggebend für die Objektivauswahl. Das erforderliche Sichtfeld, die Vergrößerung, der Arbeitsabstand, die Sensorkompatibilität und die optische Leistung müssen gemeinsam betrachtet werden.

Bei der Dimensionsprüfung gelten die gleichen Überlegungen bei der Bewertung eines Messlinse oder Hochauflösendes telezentrisches ObjektivDie gewählte Konfiguration muss den erforderlichen Bildbereich bereitstellen und gleichzeitig die für die Inspektionsaufgabe notwendigen optischen Eigenschaften beibehalten.

Wie beeinflusst die Sensorgröße das Sichtfeld?

Das Verhältnis zwischen Sensorgröße und Sichtfeld ist ein wichtiger Bestandteil der Entwicklung optischer Systeme.

Bei gleichbleibender Vergrößerung ändert sich durch die Änderung der Sensorgröße der erfassbare Teil des Objekts. Ein größerer Sensor kann einen größeren Bereich des Bildkreises nutzen, sofern das Objektiv für dieses Sensorformat ausgelegt ist.

Betrachten wir zwei telezentrische Objektive mit gleicher Vergrößerung, aber unterschiedlicher Sensorkompatibilität. Ihre nutzbaren Bildfelder können sich unterscheiden, da die Sensoren unterschiedliche Bereiche des verfügbaren Bildkreises nutzen.

Daher sollte das erforderliche Sichtfeld (FOV) festgelegt werden, bevor ein Objektiv ausschließlich anhand der Vergrößerung ausgewählt wird. Der zu untersuchende Bereich bietet einen sinnvolleren Ausgangspunkt für die Bestimmung der erforderlichen Kombination aus Sensor, Vergrößerung und Objektiv.

Benötigt ein größerer Sensor immer ein größeres Objektiv?

Nicht unbedingt. Sensorgröße und Objektivgröße hängen zwar zusammen, aber die physikalischen Abmessungen des Objektivgehäuses allein bestimmen nicht, ob ein bestimmter Sensor damit verwendet werden kann.

Die relevantere Spezifikation ist die optische Bildfeldabdeckung des Objektivs. Ein für einen größeren Sensor konzipiertes Objektiv kann einen für dieses Format geeigneten Bildkreis aufweisen, während ein für einen kleineren Sensor konzipiertes Objektiv möglicherweise keine vollständige Bildfeldabdeckung für einen größeren Sensor bietet.

Die Kompatibilität des Sensors sollte daher vor der Kombination von Kamera und Objektiv anhand der Objektivspezifikationen geprüft werden. Dies hilft, den gewünschten Bildbereich festzulegen und die Verwendung eines Sensors zu vermeiden, der über den nutzbaren Bildkreis hinausragt.

Wie beeinflusst die Sensorgröße die Beleuchtung in der industriellen Bildverarbeitung?

Der Einfluss der Sensorgröße auf die Beleuchtung ist hauptsächlich indirekt.

Die Sensorgröße bestimmt zusammen mit dem Objektiv und der Vergrößerung das Sichtfeld (FOV). Das Sichtfeld legt den Bereich fest, der im Bild erscheint, und dieser Bereich dient als Referenz für die Beleuchtungsverteilung.

Die Beziehung lässt sich wie folgt ausdrücken:

Sensorgröße → Objektiv und Vergrößerung → Sichtfeld → Inspektionsbereich → Beleuchtungsabdeckung

Ändert sich der Sensor oder die Vergrößerung, kann sich auch das resultierende Prüffeld verändern. Je nach Größe, Position und Oberflächenbeschaffenheit des zu prüfenden Merkmals kann dann eine andere Beleuchtungsanordnung erforderlich sein.

Ein Industrielle Lichtquelle kann umfassen Koaxiales LichtRinglicht, Balkenlicht, Hintergrundlicht, Kuppellicht Und AOI-LichtDiese Beleuchtungsarten dienen unterschiedlichen Beleuchtungsanforderungen. Daher sollte die Auswahl das zu prüfende Merkmal, den Oberflächenzustand, die Beleuchtungsrichtung und den vom endgültigen Sichtfeld abgedeckten Bereich berücksichtigen.

Beispielsweise kann eine reflektierende, ebene Fläche eine andere Beleuchtungsanordnung erfordern als eine Kante oder ein Oberflächenmerkmal, das eine gerichtete Beleuchtung benötigt.

Warum ist der Arbeitsabstand wichtig?

Der Arbeitsabstand (WD) ist der Abstand zwischen Objektiv und zu untersuchendem Objekt. Er wird zu einem wichtigen Faktor, nachdem das erforderliche Sensorformat, das Sichtfeld (FOV) und die Vergrößerung festgelegt wurden.

Telezentrische Objektive können unterschiedliche Arbeitsabstandsbereiche aufweisen. Ein größerer Arbeitsabstand kann je nach Systemkonfiguration zusätzlichen Platz um den Inspektionsbereich für Beleuchtung, Vorrichtungen oder mechanische Bewegungen schaffen.

Der Arbeitsabstand beeinflusst auch die Positionierung der Beleuchtung. Eine Ringleuchte, eine Balkenleuchte oder eine andere industrielle Lichtquelle muss in den verfügbaren Raum passen und gleichzeitig eine ausreichende Ausleuchtung des Inspektionsbereichs gewährleisten.

Die Arbeitsabstandsmessung (WD) sollte daher zusammen mit der Objektiv- und Beleuchtungsanordnung bewertet werden und nicht als isolierte Objektivspezifikation behandelt werden.

Welche Rolle spielt die Auflösung bei der Auswahl der Sensorgröße?

Ein größerer Sensor führt nicht automatisch zu einer höheren Inspektionsauflösung.

Der Detailgrad eines Bildes hängt von der Gesamtleistung von Sensor, Objektiv, Vergrößerung und optischem System ab. Ein großer Sensor liefert zwar einen größeren Bildbereich, doch für die Untersuchung kleiner Merkmale ist weiterhin eine ausreichende optische Auflösung erforderlich.

Für Anwendungen mit feinen Maßdetails oder kleinen Merkmalen, ein Hochauflösendes telezentrisches Objektiv oder Telezentrisches Objektiv mit ultrahoher Auflösung kann je nach den erforderlichen optischen Eigenschaften berücksichtigt werden.

Das Verhältnis zwischen Bildabdeckung und Detailgenauigkeit ist bei der Sensorauswahl besonders wichtig. Eine Vergrößerung der Sensorfläche kann zwar das nutzbare Sichtfeld erweitern, das System muss aber dennoch die für die Inspektion relevanten Merkmale auflösen können.

Die Beleuchtung in der industriellen Bildverarbeitung trägt ebenfalls zur Sichtbarkeit dieser Merkmale bei. Eine geeignete Beleuchtung kann helfen, Kanten, Oberflächenunebenheiten und andere Prüfmerkmale im erfassten Bildfeld zu definieren.

Wie sollten Sensorgröße, Objektiv und Beleuchtung gemeinsam ausgewählt werden?

Ein praxisorientierter Auswahlprozess kann mit den Inspektionsanforderungen beginnen und sich bis zur kompletten optischen Anordnung vorarbeiten.

1. Definieren Sie das Inspektionsmerkmal.

Identifizieren Sie das Merkmal, das erkannt, gemessen oder untersucht werden muss, und bestimmen Sie, wie detailliert das Bild sein muss.

2. Das erforderliche Sichtfeld festlegen.

Definieren Sie den Bereich, der im Bild erscheinen soll. Das erforderliche Sichtfeld kann deutlich kleiner sein als die physikalischen Abmessungen des gesamten Werkstücks.

3. Wählen Sie das Sensorformat.

Wählen Sie einen Sensor, der in Kombination mit dem vorgesehenen optischen System eine geeignete Bildabdeckung bietet.

4. Vergrößerung bestimmen.

Die Vergrößerung muss auf das erforderliche Sichtfeld und die Objektgröße abgestimmt sein.

5. Beurteilen Sie die telezentrische Linse.

Prüfen Sie vor der endgültigen Auswahl des Objektivs die Sensorkompatibilität, das Sichtfeld, den Arbeitsabstand, die Auflösung, die Telezentrie und die Verzeichnung.

6. Wählen Sie die Beleuchtung für die Bildverarbeitung aus.

Sobald das optische Feld eingerichtet ist, wählen Sie die Beleuchtung entsprechend dem Inspektionsbereich, den Oberflächeneigenschaften, der Beleuchtungsrichtung und dem verfügbaren Installationsraum.

Zum Beispiel, Koaxiales Licht kann für bestimmte reflektierende, ebene Oberflächen in Betracht gezogen werden, Ringlicht, Balkenlicht, Hintergrundlicht, Kuppellicht oder AOI-Licht kann für verschiedene Prüfbedingungen verwendet werden.

Durch diese Abfolge werden die Entscheidungen bezüglich Sensor, Linse und Beleuchtung an die gleichen Prüfanforderungen gekoppelt.

Was sollte vor der endgültigen Systemfreigabe überprüft werden?

Vor der endgültigen Festlegung eines Bildverarbeitungssystems sollten die folgenden Parameter gemeinsam überprüft werden:

• Sensorgröße und Objektivkompatibilität
• Erforderliches Sichtfeld
• Vergrößerung
• Arbeitsabstand
• Optische Auflösung
• Telezentrizität und Verzerrung
• Beleuchtungsabdeckung
• Beleuchtungsrichtung
• Oberflächeneigenschaften des Werkstücks
• Mechanischer Installationsraum

Eine Änderung der Sensorgröße kann den nutzbaren Bildbereich beeinflussen, die praktischen Auswirkungen hängen jedoch vom gewählten Objektiv und der Vergrößerung ab. Das resultierende Sichtfeld bestimmt dann, wie viel vom Werkstück beleuchtet werden muss.

Aus diesem Grund lässt sich die Sensorgröße am besten als Teil des gesamten optischen Pfades bewerten:

Sensor → Linse → Vergrößerung → Sichtfeld → Inspektionsbereich → Beleuchtung

Diese Beziehung bietet eine praxisnähere Grundlage für die Auswahl eines telezentrischen Objektivs und einer Beleuchtung für die maschinelle Bildverarbeitung zur Dimensions- und Merkmalsprüfung.

Häufig gestellte Fragen

1. Warum ist die Sensorgröße bei einem telezentrischen Objektiv wichtig?
Es wirkt sich auf die Objektivkompatibilität aus und beeinflusst zusammen mit der Vergrößerung das nutzbare Sichtfeld.

2. Bedeutet ein größerer Sensor auch ein größeres Sichtfeld?
Das ist möglich, abhängig vom Bildkreis des Objektivs, der Sensorkompatibilität und der Vergrößerung.

3. Bestimmt die Sensorgröße direkt die Auswahl der Beleuchtung?
Nicht direkt. Die Auswirkung auf die Beleuchtung erfolgt hauptsächlich über das Sichtfeld und den daraus resultierenden Inspektionsbereich.

4. Warum ist der Arbeitsabstand wichtig?
Sie definiert den Abstand zwischen Linse und zu untersuchendem Objekt und beeinflusst auch die möglichen Anordnungen von Beleuchtung und Armaturen.

5. Wie sollte ein Bildverarbeitungssystem ausgewählt werden?
Beginnen Sie mit der Inspektionsfunktion und dem erforderlichen Sichtfeld und stimmen Sie dann Sensor, Vergrößerung, Objektiv, Arbeitsabstand und Beleuchtung auf diese Anforderungen ab.