Como o tamanho do sensor afeta a seleção de lentes telecêntricas e iluminação?

Como o tamanho do sensor afeta a lente telecêntrica e a seleção da iluminação em sistemas de visão computacional?

Na inspeção por visão computacional, o tamanho do sensor influencia a forma como uma lente utiliza seu círculo de imagem e a extensão do objeto que pode ser capturada. Juntamente com a ampliação, afeta o campo de visão (FOV) resultante, que, por sua vez, determina a área de inspeção que o sistema de iluminação precisa cobrir.

Para aplicações que utilizam um Lente telecêntrica, O tamanho do sensor é, portanto, apenas uma parte de uma relação óptica mais ampla. O sensor da câmera, a lente, a ampliação, a distância de trabalho e a iluminação da visão artificial precisam ser considerados de acordo com a característica da inspeção e a área de imagem necessária.

Por que o tamanho do sensor é importante na visão computacional?

O sensor da câmera captura a imagem formada pela lente. Suas dimensões físicas determinam a porção do círculo de imagem disponível que é utilizada.

Alterar o formato do sensor pode modificar a área de imagem utilizável e, juntamente com a ampliação, o campo de visão resultante. Uma lente projetada para um formato de sensor pode não fornecer o mesmo campo utilizável quando usada com um sensor de tamanho diferente.

Essa relação é importante em Inspeção por Visão Computacional, onde o sistema pode precisar capturar uma área de inspeção específica, mantendo detalhes suficientes ao redor da característica alvo.

O tamanho do sensor, portanto, não é apenas uma especificação da câmera. É preciso verificar se ele corresponde à cobertura óptica oferecida pela lente escolhida.

Como o tamanho do sensor afeta a seleção de lentes telecêntricas?

A compatibilidade do sensor é uma das primeiras especificações a serem verificadas ao selecionar um. Lente telecêntricaDiferentes configurações de lentes telecêntricas suportam diferentes formatos de sensor, incluindo opções de 2/3 de polegada, 1,1 polegada e 1,2 polegada.

A ampliação também afeta o campo de imagem final. Uma ampliação maior pode fazer com que um detalhe pequeno ocupe uma área maior do sensor, enquanto uma ampliação menor pode cobrir uma área maior do objeto. A ampliação adequada depende do tamanho do detalhe e do campo de visão necessário.

Por essa razão, o formato do sensor por si só não define a seleção da lente. O campo de visão (FOV) necessário, a ampliação, a distância de trabalho, a compatibilidade do sensor e o desempenho óptico devem ser considerados em conjunto.

Para inspeção dimensional, as mesmas considerações se aplicam ao avaliar um Lente de medição ou Lente telecêntrica de alta resoluçãoA configuração selecionada precisa fornecer a área de imagem necessária, mantendo as características ópticas requeridas para a tarefa de inspeção.

Como o tamanho do sensor afeta o campo de visão?

A relação entre o tamanho do sensor e o campo de visão (FOV) é uma parte importante do projeto de sistemas ópticos.

Quando a ampliação permanece inalterada, a alteração do tamanho do sensor modifica a quantidade do objeto que pode ser capturada. Um sensor maior pode utilizar uma porção maior do círculo de imagem quando a lente é projetada para suportar esse formato de sensor.

Considere duas lentes telecêntricas com a mesma ampliação, mas com compatibilidade de sensores diferente. Seus campos de visão utilizáveis ​​podem diferir porque os sensores usam porções diferentes do círculo de imagem disponível.

Por esse motivo, o campo de visão (FOV) necessário deve ser definido antes de escolher uma lente com base apenas na ampliação. A área de inspeção desejada oferece um ponto de partida mais útil para determinar a combinação necessária de sensor, ampliação e lente.

Um sensor maior sempre precisa de uma lente maior?

Não necessariamente. O tamanho do sensor e o tamanho da lente estão relacionados, mas as dimensões físicas da carcaça da lente não determinam, por si só, se um sensor pode ser usado com ela.

A especificação mais relevante é a cobertura óptica da imagem fornecida pela lente. Uma lente projetada para um sensor maior pode ter um círculo de imagem adequado para esse formato, enquanto uma lente projetada para um sensor menor pode não fornecer cobertura completa para um sensor maior.

Portanto, a compatibilidade do sensor deve ser verificada em relação às especificações da lente antes de combinar a câmera e a lente. Isso ajuda a estabelecer a área de imagem pretendida e a evitar o uso de um sensor que se estenda além do círculo de imagem utilizável.

Como o tamanho do sensor afeta a iluminação em sistemas de visão computacional?

O efeito do tamanho do sensor na iluminação é principalmente indireto.

O tamanho do sensor, juntamente com a lente e a ampliação, define o campo de visão (FOV). O FOV determina a área que aparece na imagem, e essa área se torna a referência para a cobertura de iluminação.

A relação pode ser expressa como:

Tamanho do sensor → Lente e ampliação → Campo de visão → Área de inspeção → Cobertura de iluminação

Quando o sensor ou a ampliação mudam, o campo de inspeção resultante também pode mudar. Uma configuração de iluminação diferente pode então ser apropriada, dependendo do tamanho, posição e características da superfície do elemento que está sendo inspecionado.

Um Fonte de luz industrial pode incluir Luz coaxialRing Light, Bar Light, Back Light, Dome Light, e Luz AOIEsses tipos de iluminação atendem a diferentes requisitos de iluminação, portanto, a escolha deve levar em consideração a característica da inspeção, a condição da superfície, a direção da iluminação e a área coberta pelo campo de visão final.

Por exemplo, uma superfície plana refletora pode exigir uma configuração de iluminação diferente daquela necessária para uma borda ou elemento da superfície que requer iluminação direcional.

Por que a distância no local de trabalho é importante?

A distância de trabalho (WD, do inglês Working Distance) é a distância entre a lente e o objeto inspecionado. Ela se torna um fator importante após a definição do formato do sensor, do campo de visão (FOV) e da ampliação necessários.

Os modelos de lentes telecêntricas podem ter diferentes alcances de distância de trabalho. Uma distância de trabalho maior pode proporcionar espaço adicional ao redor da área de inspeção para iluminação, acessórios ou movimentação mecânica, dependendo da configuração do sistema.

A distância de trabalho também influencia o posicionamento da iluminação. Uma luz circular, uma barra de luz ou outra fonte de luz industrial precisa caber no espaço disponível, proporcionando iluminação adequada para a área de inspeção.

Portanto, a distância focal (WD) deve ser avaliada em conjunto com a lente e o sistema de iluminação, em vez de ser tratada como uma especificação isolada da lente.

Como a resolução influencia a seleção do tamanho do sensor?

Um sensor maior não produz automaticamente uma resolução de inspeção maior.

O nível de detalhe visível em uma imagem depende do desempenho combinado do sensor, da lente, da ampliação e do sistema óptico. Um sensor grande pode fornecer uma área de imagem maior, mas pequenos detalhes de inspeção ainda exigem uma resolução óptica adequada.

Para aplicações que envolvem detalhes dimensionais finos ou características pequenas, um Lente telecêntrica de alta resolução ou Lente telecêntrica de ultra alta resolução pode ser considerado de acordo com o desempenho óptico exigido.

A relação entre a cobertura da imagem e o nível de detalhe é particularmente importante na seleção de um sensor. Aumentar o tamanho do sensor pode expandir o campo de visão utilizável, mas o sistema ainda precisa resolver as características relevantes para a inspeção.

A iluminação em sistemas de visão computacional também contribui para a visibilidade dessas características. Uma iluminação adequada pode ajudar a definir bordas, variações de superfície e outras características de inspeção dentro do campo capturado.

Como selecionar em conjunto o tamanho do sensor, a lente e a iluminação?

Um processo de seleção prático pode começar com os requisitos de inspeção e avançar em direção ao arranjo óptico completo.

1. Defina a característica de inspeção.

Identifique a característica que precisa ser detectada, medida ou inspecionada e determine o nível de detalhe que a imagem precisa mostrar.

2. Estabeleça o campo de visão (FOV) necessário.

Defina a área que precisa aparecer na imagem. O campo de visão (FOV) necessário pode ser consideravelmente menor do que as dimensões físicas da peça completa.

3. Selecione o formato do sensor.

Escolha um sensor que ofereça cobertura de imagem adequada quando combinado com o sistema óptico pretendido.

4. Determine a ampliação.

Ajuste a ampliação ao campo de visão (FOV) e ao tamanho do detalhe necessários.

5. Avalie a lente telecêntrica.

Verifique a compatibilidade do sensor, o campo de visão (FOV), a distância de trabalho, a resolução, a telecentricidade e a distorção antes de finalizar a escolha da lente.

6. Selecione a Iluminação de Visão Computacional.

Uma vez estabelecido o campo óptico, escolha a iluminação de acordo com a área de inspeção, as características da superfície, a direção da iluminação e o espaço de instalação disponível.

Por exemplo, Luz coaxial pode ser considerado para certas superfícies planas refletoras, enquanto Ring Light, Bar Light, Back Light, Dome Light, ou Luz AOI Pode ser utilizado em diferentes condições de inspeção.

Essa sequência mantém as decisões relativas a sensores, lentes e iluminação vinculadas aos mesmos requisitos de inspeção.

O que deve ser verificado antes de finalizar o sistema?

Antes de finalizar um sistema de inspeção por visão computacional, os seguintes parâmetros devem ser revisados ​​em conjunto:

• Compatibilidade entre tamanho do sensor e lente
• Campo de visão necessário
• Ampliação
• Distância de trabalho
• Resolução óptica
• Telecentricidade e distorção
• Cobertura de iluminação
• Direção da iluminação
• Características da superfície da peça de trabalho
• Espaço para instalação mecânica

Uma alteração no tamanho do sensor pode afetar a área útil da imagem, mas seu impacto prático depende da lente e da ampliação selecionadas. O campo de visão resultante determina, então, a extensão da área da peça que precisa ser iluminada.

Por esse motivo, o tamanho do sensor é melhor avaliado como parte do percurso óptico completo:

Sensor → Lente → Ampliação → Campo de Visão → Área de Inspeção → Iluminação

Essa relação proporciona uma base mais prática para a seleção de uma lente telecêntrica e iluminação para visão computacional na inspeção dimensional e de características.

Perguntas frequentes

1. Por que o tamanho do sensor é importante para uma lente telecêntrica?
Isso afeta a compatibilidade das lentes e, juntamente com a ampliação, influencia o campo de visão utilizável.

2. Um sensor maior significa um campo de visão maior?
Pode, dependendo do círculo de imagem da lente, da compatibilidade do sensor e da ampliação.

3. O tamanho do sensor determina diretamente a seleção de iluminação?
Não diretamente. Seu efeito na iluminação se dá principalmente através do campo de visão e da área de inspeção resultante.

4. Por que a distância no local de trabalho é importante?
Define o espaço entre a lente e o objeto inspecionado e também afeta a disposição disponível para iluminação e acessórios.

5. Como deve ser selecionado um sistema de visão computacional?
Comece pela característica de inspeção e pelo campo de visão (FOV) necessário e, em seguida, selecione o sensor, a ampliação, a lente, a distância de trabalho e a iluminação de acordo com esses requisitos.