چگونه لنز دوربین را انتخاب کنیم؟ مهمترین عوامل مورد توجه

در طراحی سیستم Vision Vision ، ماژول دوربین اغلب هسته در نظر گرفته می شود ، اما لنزهای "چشم" در پشت آن-روح واقعی است که کیفیت تصویر را تعیین می کند. یک لنز با کیفیت بالا عملکرد سنسور تصویر را به حداکثر می رساند ، در حالی که یک لنز نامناسب می تواند منجر به مبهم و تصاویر تحریف شده شود ، یا حتی کل سیستم را بی فایده کند. برای مهندسان ، درک منطق اساسی در مورد نحوه انتخاب لنز دوربین ، اولین قدم در ساخت یک سیستم بینایی با کارایی بالا است.

به عنوان یک مشاور متخصص در ماژول های دوربین ، این مقاله تجزیه و تحلیل عمیق از انواع مختلف لنزها و اصول عملیاتی آنها را ارائه می دهد و یک راهنمای عملی مفصل برای کمک به شما در وزن گیری پارامترهای کلیدی مختلف و انتخاب بهترین لنز برای کاربرد شما ارائه می دهد.

انواع مختلف لنزها چیست؟

برای پاسخ به این سؤال که یک لنز برای یک دوربین چیست ، ابتدا باید لنزها را طبقه بندی کنیم تا ویژگی ها و کاربردهای آنها را بهتر درک کنیم. در میدان دید تعبیه شده ، لنزها به طور کلی بر اساس خصوصیات نوری و رابط مکانیکی آنها طبقه بندی می شوند.

1. لنزهای نخست:این لنزها دارای فاصله کانونی ثابت هستند و نمی توانند به زوم نوری برسند. نقطه فروش آنها در طراحی نوری نسبتاً ساده آنها نهفته است ، که کیفیت تصویر عالی ، دیافراگم گسترده و کاهش اعوجاج را ارائه می دهد. اشکال لنزهای فوکوس ثابت عدم انعطاف پذیری آنها است. پس از نصب ، میدان دید آنها (FOV) ثابت است.
2. لنزهای بزرگنمایی:این لنزها دارای فاصله کانونی متغیر هستند و به مهندسان این امکان را می دهد تا با تنظیم فاصله کانونی ، میدان دید را تغییر دهند. نقطه فروش آنها انعطاف پذیری است و به یک لنز واحد اجازه می دهد تا با انواع سناریوها سازگار شوند. با این حال ، اشکال آنها طراحی نوری پیچیده است و به طور کلی فاقد کیفیت تصویر ، دیافراگم و کنترل اعوجاج لنزهای فوکوس ثابت است.
3. لنزهای مخابراتی:این لنزها برای دید دستگاه تخصص دارند. ویژگی منحصر به فرد آنها این است که تمام پرتوهای اصلی به موازات محور نوری هستند. نکته اصلی فروش آنها این است که آنها خطای چشم انداز را از بین می برند و اطمینان می دهند که بزرگنمایی یک شی با فاصله آن از لنز تغییر نمی کند. این برای برنامه های اندازه گیری ابعادی با دقت بالا و برنامه های بازرسی صنعتی بسیار مهم است.
4. لنزهای با زاویه دید گسترده و فیشای:این لنزها دارای فاصله کانونی بسیار کوتاهی هستند و می توانند از منظره بسیار گسترده استفاده کنند. لنزهای Fisheye حتی می توانند زمینه ای از دید بیش از 180 درجه را فراهم کنند. نقطه فروش آن توانایی آن در پذیرش اطلاعات بیشتر در یک قاب واحد است و آن را برای سناریوهایی مانند نظارت پانوراما مناسب می کند. با این حال ، اشکال آن اعوجاج شدید بشکه است که به اصلاح نرم افزار نیاز دارد.
5. C-Mount & CS-Mount:این یک نوع نوری نیست ، بلکه یک استاندارد نصب مکانیکی است. C-Mount و CS-Mount دو لنز صنعتی رایج هستند. فاصله کانونی فلنج (FD) برای C-MOUNT 17.526 میلی متر است ، در حالی که برای CS-MOUNT 12.526 میلی متر است. درک تفاوت بین این دو مونت برای اطمینان از تناسب فیزیکی مناسب بین لنز وماژول دوربین.

عوامل اصلی در هنگام انتخاب لنز دوربین تعبیه شده در نظر گرفته شده است

برای پاسخ به این سؤال که چگونه لنز دوربین را انتخاب می کنیم ، باید تجزیه و تحلیل عمیق را در ابعاد مختلف انجام دهیم. این فقط مربوط به انتخاب لنز نیست. این در مورد متعادل کردن عملکرد ، هزینه و اندازه فیزیکی است.

1. فاصله و میدان کانونی

فاصله کانونی یک پارامتر لنز اصلی است و میدان دید و بزرگنمایی را تعیین می کند. فاصله کانونی کوتاه تر دارای یک میدان دید گسترده تر است. فاصله کانونی طولانی تر دارای یک میدان دید باریک تر است ، اما می تواند اشیاء دورتر را ضبط کند. در سیستم های تعبیه شده ، فاصله کانونی یک لنز اغلب باید دقیقاً محاسبه شود تا اطمینان حاصل شود که جسم هدف به طور کامل در سنسور تصویر ضبط می شود. این امر نیاز به با توجه به فاصله کار و اندازه سنسور دارد.

2. دیافراگم و شماره f

دیافراگم اندازه سوراخ در لنز است که میزان ورود نور را کنترل می کند ، که به طور معمول به عنوان یک شماره F بیان می شود. یک عدد F کوچکتر به معنای دیافراگم بزرگتر است و اجازه ورود نور بیشتری را می دهد ، که برای تصویربرداری در محیط های کم نور بسیار مهم است. یک دیافراگم بزرگ به سنسور تصویر اجازه می دهد تا اطلاعات تصویر کافی را با زمان قرار گرفتن در معرض کوتاه تر ضبط کند و از این طریق میزان فریم را افزایش دهد. با این حال ، یک دیافراگم بزرگ منجر به عمق کم عمق میدان می شود ، به این معنی که فقط اشیاء در فاصله مشخصی در تمرکز هستند. این یک چالش در برنامه های دید دستگاه است که در آن وضوح کامل کل شیء بسیار مهم است.

3. دایره تصویر و اندازه سنسور

دایره تصویر منطقه دایره ای است که یک لنز به وضوح می تواند تصویر کند. دایره تصویر یک لنز باید بیشتر از یا مساوی با اندازه مورب سنسور تصویر باشد. این برای تطبیق لنز با ماژول دوربین بسیار مهم است. اگر دایره تصویر یک لنز خیلی کوچک باشد ، در لبه های تصویر ، بر کیفیت تصویر تأثیر می گذارد و الگوریتم های بینایی دستگاه را به طور بالقوه بر روی آن تأثیر می گذارد.

4. وضوح و منحنی MTF

خود لنز محدودیت های وضوح دارند ، که توسط منحنی MTF (عملکرد انتقال مدولاسیون) اندازه گیری می شود. یک لنز با وضوح بالا می تواند جزئیات بیشتری را بر روی سنسور تصویر ارائه دهد و ماژول دوربین را قادر می سازد تا یک تصویر دقیق تر را ضبط کند. بنابراین ، وضوح لنز باید با اندازه پیکسل سنسور تصویر مطابقت داشته باشد. در غیر این صورت ، حتی با یک سنسور پیکسل بالا ، وضوح تصویر نهایی نمی تواند تضمین شود.

5. اعوجاج

اعوجاج به اعوجاج هندسی ناشی از لنز اشاره دارد. نمونه های متداول شامل اعوجاج بشکه و اعوجاج pincushion است. در برنامه های کاربردی که نیاز به اندازه گیری دقیق بعدی (بازرسی کیفیت صنعتی) و بازسازی سه بعدی دارند ، اعوجاج لنز یک چالش ضروری است. این شکل شیء را تحریف می کند و بر دقت اندازه گیری تأثیر می گذارد. لنزهای مخابراتی بهترین راه حل برای این مشکل هستند.

6. فاصله کار

فاصله کار فاصله بین جلوی لنز و موضوع است. لنزهای مختلف دارای محدوده مسافت بهینه بهینه متفاوت هستند. هنگام انتخاب لنز ، اطمینان حاصل کنید که می تواند در این فاصله به وضوح تمرکز کند. برای برنامه های ماکرو یا فوق العاده طولانی ، انواع لنزهای تخصصی مورد نیاز است.

7. نوع کوه

کوه استاندارد اتصال مکانیکی بین لنز و ماژول دوربین مانند C-Mount و CS-Mount است. مونت های استاندارد امکان استفاده قابل تعویض از لنزها و ماژول های دوربین از تولید کنندگان مختلف را فراهم می کند. توجه به این نکته حائز اهمیت است که C-Mount و CS-Mount دارای مسافت کانونی فلنج متفاوتی هستند. در صورت استفاده از aماژول دوربین CS-Mountبا یک لنز C-Mount ، یک فاصله 5 میلی متری مورد نیاز است.

خلاصه

انتخاب لنز دوربین یک تصمیم مهندسی منظم است. مهندسان نیاز دارند که نه تنها مقوله های لنز را درک کنند بلکه تعامل پارامترهای کلیدی مانند طول کانونی ، دیافراگم ، دایره تصویر ، وضوح ، اعوجاج و فاصله کاری را عمیقاً درک کنند. لنز اولین پیوند در مسیر نوری یک سیستم بینایی تعبیه شده است. انتخاب آن به طور مستقیم سقف عملکرد کل سیستم را تعیین می کند.

Mughvision به شما در انتخاب لنز کمک می کند

با انتخاب لنز برای پروژه خود تلاش می کنید؟امروز با تیم متخصص ما تماس بگیریدبشر ما انتخاب لنزهای حرفه ای و مشاوره راه حل نوری را ارائه خواهیم داد تا به شما در ساخت بهترین سیستم بینایی تعبیه شده برای برنامه خود کمک کنیم!