Kích thước cảm biến ảnh hưởng như thế nào đến việc lựa chọn ống kính tele và hệ thống chiếu sáng?

Kích thước cảm biến ảnh hưởng như thế nào đến thấu kính telecentric và việc lựa chọn hệ thống chiếu sáng cho thị giác máy tính?

Trong kiểm tra bằng thị giác máy tính, kích thước cảm biến ảnh hưởng đến cách thấu kính sử dụng vòng tròn ảnh của nó và mức độ thu được của vật thể. Cùng với độ phóng đại, nó ảnh hưởng đến trường nhìn (FOV) thu được, từ đó xác định khu vực kiểm tra mà hệ thống chiếu sáng cần bao phủ.

Đối với các ứng dụng sử dụng Ống kính telecentric, Do đó, kích thước cảm biến chỉ là một phần của mối quan hệ quang học lớn hơn. Cảm biến máy ảnh, ống kính, độ phóng đại, khoảng cách làm việc và hệ thống chiếu sáng thị giác máy cần được xem xét dựa trên đặc điểm kiểm tra và vùng ảnh cần thiết.

Tại sao kích thước cảm biến lại quan trọng trong thị giác máy tính?

Cảm biến máy ảnh thu nhận hình ảnh được tạo ra bởi thấu kính. Kích thước vật lý của nó quyết định mức độ sử dụng phần vòng tròn hình ảnh khả dụng.

Việc thay đổi định dạng cảm biến có thể làm thay đổi vùng ảnh hữu dụng và, cùng với độ phóng đại, trường nhìn (FOV) thu được. Một ống kính được thiết kế cho một định dạng cảm biến có thể không cung cấp cùng một trường nhìn hữu dụng khi được ghép nối với cảm biến có kích thước khác.

Mối quan hệ này rất quan trọng trong Kiểm tra bằng thị giác máyTrong trường hợp này, hệ thống có thể cần phải thu thập hình ảnh một khu vực kiểm tra cụ thể trong khi vẫn duy trì đủ chi tiết xung quanh đối tượng cần kiểm tra.

Do đó, kích thước cảm biến không chỉ là thông số kỹ thuật của máy ảnh. Nó cần được kiểm tra so với phạm vi bao phủ quang học mà ống kính đã chọn cung cấp.

Kích thước cảm biến ảnh hưởng như thế nào đến việc lựa chọn ống kính telecentric?

Khả năng tương thích cảm biến là một trong những thông số kỹ thuật đầu tiên cần kiểm tra khi lựa chọn sản phẩm. Ống kính telecentricCác cấu hình ống kính telecentric khác nhau hỗ trợ các định dạng cảm biến khác nhau, bao gồm các tùy chọn 2/3 inch, 1.1 inch và 1.2 inch.

Độ phóng đại cũng ảnh hưởng đến trường ảnh cuối cùng. Độ phóng đại cao hơn có thể làm cho một chi tiết nhỏ chiếm nhiều diện tích hơn trên cảm biến, trong khi độ phóng đại thấp hơn có thể bao phủ một vùng vật thể lớn hơn. Độ phóng đại phù hợp phụ thuộc vào kích thước chi tiết và trường nhìn cần thiết.

Vì lý do này, chỉ riêng định dạng cảm biến không quyết định việc lựa chọn ống kính. Cần phải xem xét đồng thời trường nhìn (FOV), độ phóng đại, khoảng cách làm việc, khả năng tương thích cảm biến và hiệu suất quang học.

Đối với việc kiểm tra kích thước, các yếu tố cần cân nhắc tương tự cũng được áp dụng khi đánh giá... Ống kính đo hoặc Ống kính telecentric độ phân giải caoCấu hình được chọn cần cung cấp diện tích hình ảnh cần thiết đồng thời duy trì các đặc tính quang học cần thiết cho nhiệm vụ kiểm tra.

Kích thước cảm biến ảnh hưởng đến trường nhìn như thế nào?

Mối quan hệ giữa kích thước cảm biến và trường nhìn là một phần quan trọng trong thiết kế hệ thống quang học.

Khi độ phóng đại không đổi, việc thay đổi kích thước cảm biến sẽ thay đổi lượng vật thể có thể được thu lại. Cảm biến lớn hơn có thể sử dụng một phần lớn hơn của vòng tròn ảnh khi ống kính được thiết kế để hỗ trợ định dạng cảm biến đó.

Hãy xem xét hai ống kính telecentric có cùng độ phóng đại nhưng khả năng tương thích cảm biến khác nhau. Trường nhìn hữu dụng của chúng có thể khác nhau vì các cảm biến sử dụng các phần khác nhau của vòng tròn ảnh có sẵn.

Vì lý do này, cần phải xác định trường nhìn (FOV) cần thiết trước khi chọn ống kính chỉ dựa trên độ phóng đại. Khu vực kiểm tra mục tiêu cung cấp điểm khởi đầu hữu ích hơn để xác định sự kết hợp cần thiết giữa cảm biến, độ phóng đại và ống kính.

Liệu cảm biến lớn hơn luôn cần ống kính lớn hơn?

Không nhất thiết. Kích thước cảm biến và kích thước ống kính có liên quan đến nhau, nhưng kích thước vật lý của vỏ ống kính không tự quyết định liệu cảm biến đó có thể sử dụng được với nó hay không.

Thông số quan trọng hơn là phạm vi bao phủ hình ảnh quang học mà ống kính cung cấp. Một ống kính được thiết kế cho cảm biến lớn hơn có thể có vòng tròn hình ảnh phù hợp với định dạng đó, trong khi một ống kính được thiết kế cho cảm biến nhỏ hơn có thể không cung cấp phạm vi bao phủ đầy đủ cho cảm biến lớn hơn.

Do đó, cần kiểm tra khả năng tương thích của cảm biến với thông số kỹ thuật của ống kính trước khi kết hợp máy ảnh và ống kính. Điều này giúp xác định vùng chụp ảnh dự định và tránh sử dụng cảm biến có kích thước vượt quá vòng tròn ảnh hữu ích.

Kích thước cảm biến ảnh hưởng đến ánh sáng trong thị giác máy như thế nào?

Ảnh hưởng của kích thước cảm biến đến ánh sáng chủ yếu là gián tiếp.

Kích thước cảm biến kết hợp với ống kính và độ phóng đại để xác định trường nhìn (FOV). Trường nhìn xác định khu vực xuất hiện trong ảnh, và khu vực đó trở thành điểm tham chiếu cho độ phủ ánh sáng.

Mối quan hệ này có thể được diễn đạt như sau:

Kích thước cảm biến → Ống kính và độ phóng đại → Góc nhìn (FOV) → Khu vực kiểm tra → Độ phủ ánh sáng

Khi cảm biến hoặc độ phóng đại thay đổi, trường quan sát thu được cũng có thể thay đổi. Khi đó, cần phải bố trí ánh sáng khác tùy thuộc vào kích thước, vị trí và đặc điểm bề mặt của đối tượng cần kiểm tra.

MỘT Nguồn sáng công nghiệp có thể bao gồm Ánh sáng đồng trụcĐèn vòng, đèn thanh, đèn nền, đèn vòm. Và Ánh sáng AOICác loại đèn này phục vụ các yêu cầu chiếu sáng khác nhau, vì vậy việc lựa chọn cần xem xét đặc điểm kiểm tra, tình trạng bề mặt, hướng chiếu sáng và diện tích được bao phủ bởi trường nhìn cuối cùng.

Ví dụ, một bề mặt phẳng phản chiếu có thể cần cách bố trí chiếu sáng khác so với một cạnh hoặc đặc điểm bề mặt cần chiếu sáng định hướng.

Tại sao khoảng cách làm việc lại quan trọng?

Khoảng cách làm việc (WD) là khoảng cách giữa thấu kính và vật thể cần kiểm tra. Đây là một yếu tố quan trọng cần xem xét sau khi đã xác định được định dạng cảm biến, trường nhìn (FOV) và độ phóng đại cần thiết.

Các mẫu ống kính telecentric có thể có phạm vi khoảng cách làm việc khác nhau. Khoảng cách làm việc dài hơn có thể cung cấp thêm không gian xung quanh khu vực kiểm tra cho hệ thống chiếu sáng, thiết bị hoặc chuyển động cơ học, tùy thuộc vào cấu hình hệ thống.

Khoảng cách làm việc cũng ảnh hưởng đến vị trí bố trí đèn chiếu sáng. Đèn vòng, đèn thanh hoặc các nguồn sáng công nghiệp khác cần phải phù hợp với không gian có sẵn đồng thời cung cấp đủ ánh sáng cho khu vực kiểm tra.

Do đó, WD nên được đánh giá cùng với ống kính và hệ thống chiếu sáng chứ không phải được coi là một thông số kỹ thuật ống kính riêng biệt.

Độ phân giải ảnh hưởng như thế nào đến việc lựa chọn kích thước cảm biến?

Cảm biến lớn hơn không tự động tạo ra độ phân giải kiểm tra cao hơn.

Mức độ chi tiết hiển thị trong hình ảnh phụ thuộc vào hiệu suất tổng thể của cảm biến, thấu kính, độ phóng đại và hệ thống quang học. Cảm biến lớn có thể cung cấp diện tích hình ảnh lớn hơn, nhưng các chi tiết kiểm tra nhỏ vẫn yêu cầu độ phân giải quang học phù hợp.

Đối với các ứng dụng liên quan đến các chi tiết kích thước nhỏ hoặc các đặc điểm nhỏ, Ống kính telecentric độ phân giải cao hoặc Ống kính telecentric độ phân giải cực cao có thể được xem xét dựa trên hiệu suất quang học yêu cầu.

Mối quan hệ giữa phạm vi bao phủ hình ảnh và độ chi tiết là đặc biệt quan trọng khi lựa chọn cảm biến. Tăng kích thước cảm biến có thể mở rộng trường nhìn hữu ích, nhưng hệ thống vẫn cần phải phân giải được các chi tiết quan trọng cho việc kiểm tra.

Hệ thống chiếu sáng thị giác máy cũng góp phần tăng khả năng quan sát các đặc điểm đó. Ánh sáng phù hợp có thể giúp xác định các cạnh, sự khác biệt về bề mặt và các đặc điểm kiểm tra khác trong vùng được thu thập.

Nên lựa chọn kích thước cảm biến, ống kính và hệ thống chiếu sáng như thế nào?

Một quy trình lựa chọn thực tế có thể bắt đầu từ yêu cầu kiểm tra và tiến tới việc bố trí quang học hoàn chỉnh.

1. Xác định tính năng kiểm tra.

Xác định đặc điểm cần được phát hiện, đo lường hoặc kiểm tra và xác định mức độ chi tiết mà hình ảnh cần hiển thị.

2. Xác định trường nhìn cần thiết.

Xác định khu vực cần hiển thị trong hình ảnh. Trường nhìn (FOV) cần thiết có thể nhỏ hơn đáng kể so với kích thước vật lý của toàn bộ chi tiết gia công.

3. Chọn định dạng cảm biến.

Hãy chọn cảm biến cung cấp phạm vi bao phủ hình ảnh phù hợp khi kết hợp với hệ thống quang học dự định sử dụng.

4. Xác định độ phóng đại.

Chọn độ phóng đại phù hợp với trường nhìn (FOV) và kích thước chi tiết cần quan sát.

5. Đánh giá ống kính telecentric.

Trước khi quyết định mua ống kính, hãy kiểm tra khả năng tương thích cảm biến, trường nhìn (FOV), khoảng cách làm việc, độ phân giải, độ lệch tiêu cự và độ méo hình.

6. Chọn hệ thống chiếu sáng cho thị giác máy.

Sau khi đã xác định được trường quang học, hãy lựa chọn hệ thống chiếu sáng phù hợp với khu vực cần kiểm tra, đặc điểm bề mặt, hướng chiếu sáng và không gian lắp đặt sẵn có.

Ví dụ, Ánh sáng đồng trục có thể được xem xét đối với một số bề mặt phẳng phản chiếu nhất định, trong khi Đèn vòng, đèn thanh, đèn nền, đèn vòm. hoặc Ánh sáng AOI Có thể được sử dụng cho các điều kiện kiểm tra khác nhau.

Trình tự này đảm bảo các quyết định về cảm biến, ống kính và ánh sáng đều tuân theo cùng một yêu cầu kiểm tra.

Cần kiểm tra những gì trước khi hoàn thiện hệ thống?

Trước khi hoàn thiện hệ thống kiểm tra bằng thị giác máy, cần xem xét đồng thời các thông số sau:

• Kích thước cảm biến và khả năng tương thích ống kính
• Góc nhìn yêu cầu
• Độ phóng đại
• Khoảng cách làm việc
• Độ phân giải quang học
• Tính viễn tâm và sự biến dạng
• Phạm vi chiếu sáng
• Hướng chiếu sáng
• Đặc điểm bề mặt phôi
• Không gian lắp đặt cơ khí

Việc thay đổi kích thước cảm biến có thể ảnh hưởng đến vùng ảnh hữu ích, nhưng tác động thực tế của nó phụ thuộc vào ống kính và độ phóng đại được chọn. Trường nhìn (FOV) thu được sau đó sẽ quyết định mức độ cần chiếu sáng của vật cần gia công.

Vì lý do này, kích thước cảm biến được đánh giá tốt nhất khi xem xét nó như một phần của toàn bộ đường dẫn quang học:

Cảm biến → Ống kính → Độ phóng đại → Góc nhìn → Khu vực kiểm tra → Ánh sáng

Mối quan hệ này cung cấp cơ sở thực tiễn hơn để lựa chọn ống kính telecentric và hệ thống chiếu sáng thị giác máy tính cho việc kiểm tra kích thước và đặc điểm.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao kích thước cảm biến lại quan trọng đối với ống kính tele?
Nó ảnh hưởng đến khả năng tương thích của ống kính và, cùng với độ phóng đại, ảnh hưởng đến trường nhìn hữu dụng.

2. Cảm biến lớn hơn có nghĩa là trường nhìn rộng hơn không?
Điều đó có thể xảy ra, tùy thuộc vào vòng tròn ảnh của ống kính, khả năng tương thích của cảm biến và độ phóng đại.

3. Kích thước cảm biến có ảnh hưởng trực tiếp đến việc lựa chọn ánh sáng không?
Không trực tiếp. Tác động của nó đến ánh sáng chủ yếu thông qua trường nhìn và diện tích quan sát thu được.

4. Tại sao khoảng cách làm việc lại quan trọng?
Nó xác định khoảng cách giữa thấu kính và vật thể được kiểm tra, đồng thời ảnh hưởng đến cách bố trí ánh sáng và phụ kiện có sẵn.

5. Làm thế nào để lựa chọn hệ thống thị giác máy tính?
Hãy bắt đầu bằng tính năng kiểm tra và trường nhìn yêu cầu, sau đó lựa chọn cảm biến, độ phóng đại, thấu kính, khoảng cách làm việc và ánh sáng sao cho phù hợp với các yêu cầu đó.