Coordonarea dintre lentilele industriale și sursele de lumină

Coordonarea dintre lentilele industriale și sursele de lumină joacă un rol esențial în dezvoltarea sistemelor de viziune artificială de înaltă performanță. Obținerea performanțelor optime de imagistică necesită alinierea completă a parametrilor optici, a condițiilor de mediu și a țintelor de detectare. Următoarele subliniază câteva considerații cheie pentru o coordonare eficientă:

I. Echilibrarea diafragmei și a intensității sursei de lumină
Diafragma (numărul F) afectează semnificativ cantitatea de lumină care intră în sistem.
O diafragmă mică (număr F mare, de exemplu, F/16) reduce admisia de lumină și necesită compensare printr-o sursă de lumină de intensitate mare. Principalul său avantaj este o adâncime de câmp crescută, ceea ce o face potrivită pentru aplicații care implică obiecte cu variații semnificative de înălțime.
În schimb, o diafragmă mare (număr F mic, de exemplu, F/2.8) permite pătrunderea unei cantități mai mari de lumină, fiind ideală pentru medii cu lumină slabă sau scenarii de mișcare cu viteză mare. Cu toate acestea, din cauza profunzimii reduse a câmpului, este esențial să se asigure că ținta rămâne în planul focal.

II. Coordonarea optimă a aperturii și a sursei de lumină
Obiectivele ating de obicei cea mai bună rezoluție la diafragme medii (cu aproximativ unul până la două stopuri mai mici decât diafragma maximă). La această setare, intensitatea sursei de lumină trebuie să fie adaptată corespunzător pentru a menține un echilibru favorabil între raportul semnal-zgomot și controlul aberațiilor optice.

III. Sinergia dintre adâncimea câmpului și uniformitatea sursei de lumină
Când se utilizează o diafragmă mică, se recomandă asocierea acesteia cu o sursă de lumină de suprafață foarte uniformă (de exemplu, o sursă de lumină cu reflexie difuză). Această combinație ajută la prevenirea supraexpunerii sau subexpunerii localizate, asigurând consecvența imaginii în condiții care necesită o adâncime mare a câmpului.
Când se utilizează o diafragmă mare, se pot utiliza surse de lumină punctuale sau liniare pentru a îmbunătăți contrastul marginilor. Cu toate acestea, este necesară o ajustare atentă a unghiului sursei de lumină pentru a minimiza interferențele luminii parazite.

IV. Potrivirea rezoluției cu lungimea de undă a sursei de lumină
Pentru sarcini de detectare de înaltă precizie, este esențial să se selecteze o sursă de lumină care să se alinieze cu caracteristicile de răspuns spectral ale lentilei. De exemplu, lentilele cu lumină vizibilă ar trebui asociate cu surse LED albe, în timp ce lentilele cu infraroșu ar trebui utilizate cu surse laser cu infraroșu.
În plus, lungimea de undă selectată a sursei de lumină ar trebui să evite benzile de absorbție ale stratului de acoperire al lentilei pentru a preveni pierderea de energie și aberația cromatică.

V. Strategii de expunere pentru scene dinamice
În scenariile de detectare la viteză mare, este adesea necesară combinarea unei diafragme mari cu timpi de expunere scurți. În astfel de cazuri, se recomandă o sursă de lumină pulsată de înaltă frecvență (de exemplu, o lumină stroboscopică) pentru a elimina eficient neclaritatea mișcării.
Pentru aplicațiile care necesită timpi lungi de expunere, ar trebui utilizată o sursă de lumină continuă stabilă și ar trebui luate în considerare măsuri precum filtrele de polarizare pentru a suprima interferențele luminii ambientale și a îmbunătăți calitatea imaginii.