Índice de parámetros de la lente
Las lentes ópticas generalmente se denominan lentes de cámara o lentes fotográficas y su función es la obtención de imágenes ópticas. En los sistemas de visión artificial, la función principal de la lente es enfocar el objetivo de la imagen en la superficie fotosensible del sensor de imagen. La calidad de la lente afecta directamente el rendimiento general del sistema de visión artificial; la selección e instalación razonables de lentes ópticas es una parte importante del diseño del sistema de visión artificial.
1. Parámetros relacionados con la lente
(1) Distancia focal
La distancia focal es un parámetro importante de la lente óptica, generalmente representado por el tamaño de f. la distancia focal determina el campo visual. El tamaño del campo. La distancia focal es pequeña, el campo de visión es grande y el rango de observación es grande, pero la resolución de los objetos distantes no es clara. El valor de la distancia focal es grande, el campo de visión es pequeño y el rango de observación es pequeño. Siempre que se elija correctamente la distancia focal, incluso los objetos distantes se pueden ver claramente. Debido a que la distancia focal y el campo de visión tienen una correspondencia uno a uno, una determinada distancia focal significa un determinado campo de visión. Por lo tanto, al elegir la distancia focal de una lente, debe considerar completamente si es importante observar los detalles o. un amplio rango de observación. Si queremos ver detalles, debemos elegir un objetivo de distancia focal larga. Si desea ver primeros planos de escenas grandes, elija una lente gran angular con una distancia focal pequeña.
(2) Coeficiente de apertura
Es decir, el flujo luminoso, representado por F, se mide por la relación entre la distancia focal de la lente F y la apertura d. Cada lente está marcada. con un valor F máximo, como 6 mm/F1.4 significa que la apertura máxima es 4,29 mm. El flujo luminoso es inversamente proporcional al cuadrado del valor f. Cuanto menor sea el valor f, mayor será el flujo luminoso. Los valores de escala de la secuencia del índice de apertura en la lente son 1,4, 2, 2,8, 4, 5,6, 8, 11, 16, 22, etc. , la regla es que la exposición del valor de escala anterior es exactamente el doble del valor de escala siguiente. En otras palabras, las aperturas de la lente son 1/1,4, 1/2, 1/2,8, 1/4, 1/5,6, 1/8 y 65438.
(3) Profundidad de campo
Al enfocarse en una escena durante la fotografía se formará un área clara antes y después de la escena. Esta área en blanco se llama profundidad panorámica o, para abreviar, profundidad de campo. Tres factores básicos que determinan la profundidad de campo:
Apertura La apertura es inversamente proporcional a la profundidad de campo. Cuanto mayor sea la apertura, menor será la profundidad de campo.
La distancia focal y la profundidad de campo son inversamente proporcionales. Cuanto mayor sea la distancia focal, menor será la profundidad de campo.
La distancia al objeto es directamente proporcional a la profundidad de campo. Cuanto mayor sea la distancia al objeto, mayor será la profundidad de campo.
(4) Características espectrales
Las características espectrales de las lentes ópticas se refieren principalmente a las características de transmisión de las lentes ópticas a la luz en varias bandas de longitud de onda. En algunos sistemas de aplicaciones de visión artificial, se requiere que el color de la imagen sea muy consistente con el color del objetivo de la imagen. Por tanto, se espera que la composición espectral de cada banda no cambie al pasar por la lente óptica, salvo una cierta pérdida de intensidad total.
Los principales factores que afectan las características espectrales de las lentes ópticas son las características de interferencia de la película y las características de absorción del material de vidrio. En los sistemas de visión artificial, para utilizar plenamente la resolución de la lente, las características espectrales de la lente deben coincidir con las condiciones de uso. Es decir, se requiere que la luz con la resolución más alta de la lente coincida con la longitud de onda de iluminación y la longitud de onda de aceptación del dispositivo CCD, y la transmitancia de la lente óptica a esta longitud de onda debe aumentarse tanto como sea posible.
(5) Resolución de la lente
Los indicadores intrínsecos que describen la calidad de imagen de la lente son la función de transferencia óptica y la distorsión de la lente, pero para los usuarios, todo lo que necesitan Lo que hay que saber es la resolución espacial de la lente. La unidad de medida es el número de franjas blancas y negras solubles por milímetro y la fórmula de cálculo es: resolución de la lente n = 180/altura del marco. Debido a que el tamaño del objetivo CCD de la cámara se ha estandarizado, por ejemplo, el tamaño del objetivo de una cámara de 1/2 pulgada es 6,4 mm * ancho * 4,8 mm de alto, y el tamaño del objetivo de una cámara de 1/3 de pulgada es 4,8 mm de ancho x 3,6 mm de alto. Por lo tanto, para un objetivo CCD de 1/2 pulgada, la resolución mínima de la lente debe ser de 38 pares de líneas/mm, y para una cámara de 1/3 de pulgada, la resolución de la lente debe ser superior a 50 pares de líneas. /mm. Cuanto más pequeño sea el objetivo de la cámara, mayor será la resolución de la lente.
(6) Apertura o flujo luminoso
El flujo luminoso de una lente se mide por la relación entre la distancia focal de la lente y la apertura del flujo luminoso. Con F como símbolo, cada lente está marcada con su número F máximo y el flujo luminoso es inversamente proporcional al cuadrado del número F. Cuanto menor sea el número F, mayor será la apertura. Por lo tanto, debe optar por utilizar una lente de apertura manual o una apertura automática según el grado de cambios de luz en el área monitoreada.
(7) Interfaz de lente
Existen muchos tipos diferentes de interfaces entre lentes y cámaras.
Las cámaras industriales comunes incluyen interfaz C, interfaz CS, interfaz F, interfaz V, interfaz T2, interfaz Leica, interfaz M42, interfaz M50, etc. La diferencia en el tipo de interfaz no está directamente relacionada con el rendimiento y la calidad de la lente, sino con la diferencia en el modo de interfaz. Generalmente, también puede encontrar interfaces entre varias interfaces de uso común.
Según la clasificación de instalación de lentes, todas las lentes de las cámaras tienen rosca. Existen dos estándares industriales para la instalación de lentes de cámaras CCD, a saber, montura C y montura CS. Ambos tienen roscas de 1 pulgada, pero la diferencia entre los dos es la distancia entre la lente y el sensor después de montar la lente en la cámara:
Montura CS: la distancia desde el sensor de imagen hasta el La lente debe ser de 12,5 mm.
Montura C: la distancia entre el sensor de imagen y la lente debe ser de 17,5 mm. Se puede utilizar una arandela de 5 mm (anillo de fijación C/CS) para convertir una lente con montura C en una montura CS. lente.
2. La interacción entre los parámetros de la lente.
(1) La influencia de la distancia focal:
Cuanto menor sea la distancia focal, mayor será la profundidad de campo;
Cuanto menor sea la distancia focal, mayor mayor será la distorsión;
Cuanto menor sea la distancia focal, más grave será el fenómeno de viñeteado, reduciendo la iluminación en el borde de la aberración;
(2) La influencia del tamaño de apertura:
Cuanto mayor sea la apertura, mayor será el brillo de la imagen.
Cuanto mayor sea la apertura, menor será la profundidad de campo;
Cuanto mayor sea la apertura; , mayor será la resolución;
(3) El centro y el borde del campo de la imagen
Generalmente, la resolución en el centro del campo de la imagen es mayor que la del borde;
Generalmente, la iluminación en el centro del campo de la imagen es mayor que la del campo de luz del borde;
(4) La influencia de la longitud de onda de la onda de luz:
Bajo los mismos parámetros de cámara y lente, cuanto más corta sea la longitud de onda de la onda de luz de la fuente de iluminación, mayor será la resolución de la imagen obtenida. Por lo tanto, en sistemas de visión que requieren una medición precisa del tamaño y la posición, es muy importante utilizar luz monocromática de longitud de onda corta como fuente de iluminación para mejorar la precisión del sistema.
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