В дизайне системы встроенного зрения модуль камеры часто считается ядром, но объектив-«глаз», стоящий за ней-это настоящая душа, которая определяет качество изображения. Высококачественная линза максимизирует производительность датчика изображения, в то время как неуместная линза может привести к размытым и искаженным изображениям или даже сделать всю систему бесполезной. Для инженеров понимание основной логики, стоящей за тем, как выбрать объектив камеры, является первым шагом в создании высокопроизводительной системы зрения.
Будучи консультантом, специализирующимся на модулях камеры, эта статья предоставит углубленный анализ различных типов объектива и их принципов работы, а также предоставит подробное практическое руководство, которое поможет вам взвесить различные ключевые параметры и выбрать лучшие объективы для вашего приложения.
Каковы различные типы линз?
Чтобы ответить на вопрос о том, что такое объектив для камеры, нам сначала нужно классифицировать линзы, чтобы лучше понять их характеристики и использование. В поле встроенного зрения линзы, как правило, классифицируются на основе их оптических свойств и механического интерфейса.
- Главные линзы:Эти линзы имеют фиксированное фокусное расстояние и не могут достичь оптического зумса. Их точка зрения заключается в их относительно простой оптической конструкции, который обеспечивает отличное качество изображения, широкую апертуру и уменьшенное искажение. Недостаток линз с фиксированным фокусом-это отсутствие гибкости. После установки их поле зрения (FOV) исправлено.
- Увеличьи линзы:Эти линзы имеют переменное фокусное расстояние, позволяя инженерам изменять поле зрения, регулируя фокусное расстояние. Их точка зрения продажи - гибкость, позволяющая одному объективу адаптироваться к различным сценариям. Тем не менее, их недостаток является сложной оптической конструкцией, и в них обычно не хватает качества изображения, апертуры и контроля искажений линз с фиксированными фокусами.
- Телецентрические линзы:Эти линзы специализируются на машинном видении. Их уникальная особенность заключается в том, что все основные лучи параллельны оптической оси. Их основная точка продажи заключается в том, что они устраняют ошибку перспективы, гарантируя, что увеличение объекта не изменится с его расстоянием от объектива. Это имеет решающее значение для применений в области высоких размерных измерений и промышленных инспекций.
- Широкоугольные и рыбные линзы:Эти линзы имеют чрезвычайно короткие фокусные расстояния и могут захватить очень широкое поле зрения. Линзы рыбейки могут даже обеспечить поле зрения, превышающее 180 градусов. Его точками продажи является его способность размещать больше информации в одном кадре, что делает ее подходящим для таких сценариев, как панорамный надзор. Тем не менее, его недостаток - серьезное искажение ствола, которое требует коррекции программного обеспечения.
- C-Mount & CS-Mount:Это не оптический тип, а скорее механический стандарт монтажа. C-Mount и CS-Mount-это два общих промышленных объектива. Фокальное расстояние фланца (FD) для C-Mount составляет 17,526 мм, а для CS-Mount-12,526 мм. Понимание различий между этими двумя креплениями является ключом к обеспечению надлежащего физического соответствия между объективом имодуль камеры.
Главные факторы, которые следует учитывать при выборе встроенной объектива камеры
Чтобы ответить на вопрос о том, как выбрать объектив камеры, нам нужно провести углубленный анализ в разных измерениях. Это не только выбор объектива; Речь идет о балансировании производительности, стоимости и физических размеров.
1. Фокусное расстояние и поле зрения
Фокусное расстояние - это параметр линзы ядра, определяющий поле зрения и увеличение. Более короткое фокусное расстояние имеет более широкое поле зрения; Более длинное фокусное расстояние имеет более узкое поле зрения, но может захватить объекты дальше. В встроенных системах фокусное расстояние объектива часто должно быть точно рассчитано, чтобы гарантировать, что целевой объект полностью фиксирован на датчике изображения. Это требует рассмотрения рабочего расстояния и размера датчика.
2. Aperture & F-Number
Апертура-это размер отверстия в объективе, который контролирует количество въезда света, обычно выражаемое как F-циклов. Меньшее количество F-циклов означает большую апертуру, позволяющую входить больше света, что имеет решающее значение для визуализации в условиях низкого освещения. Большая апертура позволяет датчику изображения собирать достаточную информацию об изображении с более коротким временем экспозиции, тем самым увеличивая частоту кадров. Однако большая апертура приводит к мелкой глубине поле, что означает, что в фокусе находятся только объекты на определенном расстоянии. Это проблема в приложениях машинного зрения, где полная ясность всего объекта имеет решающее значение.
3. Изображение Круг и размер датчика
Круг изображения - это круговая область, которую объектив может четко изобразить. Круг изображения объектива должен быть больше или равен диагональному размеру датчика изображения. Это важно для сопоставления объектива с модулем камеры. Если кружок изображения линзы слишком мал, на краях изображения произойдет сильное виньетирование, влияющее на качество изображения и потенциально вызывая сбой алгоритмов машинного зрения.
4. Разрешение и кривая MTF
Сами линзы имеют ограничения разрешения, измеренные кривой MTF (передача модуляции). Объектив с высоким разрешением может проецировать более подробную информацию на датчике изображения, что позволяет модулю камеры захватить более тонкое изображение. Следовательно, разрешение объектива должно соответствовать размеру пикселя датчика изображения. В противном случае, даже с высоким пиксельным датчиком, конечная четкость изображения не может быть гарантирована.
5. искажение
Искажение относится к геометрическим искажениям, вызванным объективом. Общие примеры включают искажение ствола и искажение Pincushion. В приложениях, требующих точного размера измерения (проверка качества промышленного качества) и 3D-реконструкции, искажение линзы является обязательной задачей. Он искажает форму объекта, влияя на точность измерения. Телецентрические линзы являются лучшим решением этой проблемы.
6. Рабочая дистанция
Рабочая расстояние - это расстояние между передней частью объектива и субъектом. Различные линзы имеют различные оптимальные диапазоны рабочих расстояний. При выборе объектива убедитесь, что он может четко сосредоточиться на этом расстоянии. Для макро-дистанционных приложений требуются специализированные типы объектива.
7. тип крепления
Монтирование является стандартом механического соединения между объективом и модулем камеры, таким как C-Mount и CS-Mount. Стандартизированные крепления позволяют взаимозаменяемому использованию линз и модулей камеры от разных производителей. Важно отметить, что C-Mount и CS-Mount имеют разные фокусные расстояния. При использованииCS-Mount Camera ModuleС объективом C-Mount требуется 5-миллиметровая проставка.
Краткое содержание
Выбор объектива камеры является систематическим инженерным решением. Это требует, чтобы инженеры не только понимали категории объектива, но и глубоко понимали взаимодействие ключевых параметров, таких как фокусное расстояние, апертуру, круг изображения, разрешение, искажение и рабочее расстояние. Объектив является первой связью в оптическом пути встроенной системы зрения. Его выбор напрямую определяет потолок производительности всей системы.
Mucyvision помогает с выбором объектива
Борьба с выбором объектива для вашего проекта?Свяжитесь с нашей командой экспертов сегодняПолем Мы предоставим профессиональный выбор линз и оптические консалтинги, чтобы помочь вам создать лучшую систему встраиваемого видения для вашего приложения!
