هناك العديد من الخصائص المهمة في تصميم العدسة ، بما في ذلك دقة العدسة وتشويه العدسة وتوحيد الإضاءة ، والتي تؤثر بشكل مباشر على أداء نظام رؤية الماكينة.
تقدم الكاميرات والعدسات والإضاءة المستخدمة في أنظمة رؤية الماكينة مساهمات مهمة في جودة الصورة الإجمالية. جلب التطور السريع لتقنية مستشعر الصور CMOS في السنوات القليلة الماضية تحديات كبيرة لمصنعي العدسات. تعني دقة المستشعر الأعلى والأعلى أن العديد من المستشعرات تحتوي الآن على وحدات بكسل أصغر وتتطلب عدسات ذات دقة أعلى. من ناحية أخرى ، عادةً ما يستخدم المستشعر عالي الدقة الذي يحافظ على حجم بكسل أكبر لحساسية أعلى تنسيقًا أكبر ، وبالتالي يتطلب عدسة عالية الدقة بتنسيق أكبر. بالإضافة إلى ذلك ، يتم تضمين العديد من التطبيقات التي تتطلب عدسات ذات طول بؤري طويل جدًا ، مثل المراقبة والرياضة والتصوير الجوي والتصوير الفوتوغرافي في مرافق الملاهي الترفيهية ، بشكل متزايد في فئة رؤية الماكينة وتحتاج إلى معالجتها.
（1） تعرف على وظيفة نقل تعديل أداء العدسة (MTF)
تنتج العدسة المثالية صورة تتطابق تمامًا مع الكائن ، بما في ذلك جميع تفاصيله وتغيرات السطوع. من الناحية العملية ، هذا غير ممكن تمامًا بأي حال من الأحوال ، حيث تعمل العدسة كمرشح تمرير منخفض. مع الأخذ في الاعتبار جميع التهوية ، يمكن وصف جودة صورة العدسة كميًا من خلال وظيفة نقل التعديل. يتم تعريف MTF من خلال قدرة العدسة على إعادة إنتاج خطوط (شبكات) بمسافات مختلفة (تردد من سلك إلى فضاء / مم). كلما أمكن تمييز عدد أزواج / مم من الأسلاك ، كانت دقة العدسة أفضل. يوضح الرسم البياني MTF لكل تردد مكاني فقدان التباين الناجم عن العدسة (الشكل 1). عادةً ما يتم نقل الهياكل الكبيرة مثل خطوط المباعد الخشنة مع تباين جيد نسبيًا. تنتقل الهياكل الأصغر ، مثل الخطوط المتباعدة بدقة ، بتباين منخفض. يتم تصنيف مقدار التوهين لأي تردد أو تفاصيل معينة بواسطة MTF ، مما يشير إلى كفاءة إرسال العدسة. بالنسبة لأي عدسة ، هناك نقطة تعديل تساوي صفرًا. غالبًا ما يُشار إلى هذا الحد على أنه حد دقة ، يشار إليه عادةً بـ lp / mm من أزواج الخطوط لكل مليمتر ، أو في مراجع أصغر حجم خط (في sm) إلى بعض عدسات الماكرو ، والتي تعادل الحد الأدنى لحجم البكسل المطلوب لـ عدسة. ملائم. تتدهور حركة MTF من الحافة المحورية المركزية للعدسة ، وهو اعتبار مهم إذا كانت الصورة بأكملها تتطلب دقة متناظرة. نظرًا لأنه مثل التشتت ، يمكن أن يختلف MTF أيضًا اعتمادًا على اتجاه الخط عند نقطة على العدسة وهو أيضًا وظيفة لإعداد الفتحة عند القياس ، لذلك يجب توخي الحذر عند مقارنة أداء العدسة.
نصيحة: تتطلب زيادة دقة المستشعر مع الحفاظ على حجم المستشعر لتقليل التكاليف عدسات ذات MTFs أعلى للتمييز بين وحدات البكسل الأصغر. يجب دائمًا مراعاة تكاليف النظام ، نظرًا لأن أحجام البكسل الأصغر بتكلفة أقل تتطلب عدسات ذات دقة أعلى.
（2） تشويه العدسة
بالإضافة إلى التغييرات في الدقة ، ستخضع جميع العدسات أيضًا لتشوهات مكانية معينة. يوضح الشكل 2 كيفية تمديد الصورة أو ضغطها بطريقة غير خطية ، مما يجعل القياس الدقيق لجهاز الاستشعار بأكمله صعبًا للغاية. على الرغم من وجود بعض طرق البرامج التي يمكنها حل هذه المشكلة ، إلا أنها لا تستطيع مراعاة العمق المادي للكائن ، لذلك من الأفضل اختيار عدسة ذات جودة جيدة منخفضة التشوه بدلاً من محاولة تصحيح هذه الأخطاء في البرنامج. كقاعدة عامة ، سيكون للعدسة ذات البعد البؤري الأقصر تشوه أكبر من العدسة ذات البعد البؤري الأطول لأن الضوء يضرب المستشعر من زاوية أكبر. يمكن أن يؤدي استخدام تصميمات أكثر تعقيدًا للعدسات إلى الحفاظ على تشوه منخفض ، ويعمل العديد من مصنعي العدسات بجد على تصميماتهم البصرية لتمكينهم من تقليل التشوه المكاني إلى مستوى 0.
نصيحة: لتقليل التشويه بأقل تكلفة ، ستوفر مسافة العمل الطويلة أفضل النتائج.
3) توحيد الإضاءة
تحتوي جميع الصور من العدسة على تظليل ، أي يتم تقليل شدة الضوء من المركز إلى حافة الصورة ، مما قد يؤثر على قابلية تطبيق العدسة. تظليل العدسة هو تظليل حافة الصورة بسبب انسداد الحزمة ميكانيكيًا (عادةً ما يتم حظره بواسطة حامل العدسة). يحدث هذا بشكل أساسي عندما تكون دائرة الصورة (أو تنسيق) العدسة صغيرة جدًا بالنسبة لحجم المستشعر. تتأثر جميع العدسات بـ "تظليل Cos4" ، وذلك لأن الضوء يجب أن ينتقل لمسافة أطول للوصول إلى حافة الصورة والوصول إلى المستشعر بزاوية ضحلة. عندما تركز الزاوية الضوء على الجزء غير الحساس من المستشعر ، توجد عدسة بها عدسات متناهية الصغر على كل بكسل. يمكن أيضًا تصغيره إذا تم إيقاف العدسة بمقدار اثنين fs. من خلال تحسين توحيد الإضاءة عبر المستشعر ،
4 ، الأثر البيئي
يتم نشر العديد من أنظمة الرؤية في بيئات التصنيع ، مما يعني أنها تتعرض لمجموعة متنوعة من التأثيرات البيئية ، من الأوساخ والرطوبة ودرجة الحرارة إلى التأثيرات الميكانيكية والكهرومغناطيسية. هناك العديد من الأغطية الواقية المتاحة لمنع تسرب الأتربة والرطوبة. يعد الثبات الميكانيكي لمجموعة العدسة ضروريًا لتجنب الضبابية ولضمان قياسات موثوقة وقابلة للتكرار. يتم تصنيع معظم العدسات المستخدمة في تطبيقات رؤية الماكينة بأغلفة معدنية وآليات تركيز لضمان ثبات العدسة. توفر العديد من العدسات أيضًا مقاومة للصدمات والاهتزازات ، مما يجعلها مناسبة لأقسى البيئات. اقترح مصنعو العدسات سلسلة من التصميمات ، تم تسجيل براءة اختراع بعضها للحد من إزاحة الصورة الناتجة عن حركة زجاج العدسة بسبب الاهتزاز والصدمات. وتشمل هذه استخدام براغي قفل لمنع حركة التركيز وفتحة العدسة ، وحتى حركة فتحة ثابتة ، وترابط جميع العناصر في جسم العدسة.
5 ، واجهة العدسة
يتم تثبيت العدسة بالكاميرا باستخدام واجهات عدسات قياسية مختلفة. الأكثر استخدامًا في تطبيقات رؤية الماكينة هو C-mount ، والتي يمكن أن تستفيد من مجموعة متنوعة من العدسات والملحقات ، بما في ذلك القدرة على توفير فتحة يتم التحكم فيها بواسطة الكمبيوتر والتركيز. لا يتم استخدام حامل CS بشكل شائع وهو في الأساس نفس حامل C-mount ، ولكن يتم تقصير الطول البؤري للحافة بمقدار 5 مم. عادةً ما تُستخدم أنظمة تركيب العدسات الأصغر (مثل S-mount) للكاميرات على مستوى اللوحة والكاميرات المصغرة. تسمح هذه العدسات بإجراء تعديلات طفيفة فقط. بالنسبة لأجهزة استشعار التنسيقات الكبيرة وتطبيقات مسح الخطوط ، يمكن استخدام أنظمة F-mount أكبر ، على الرغم من استخدام حوامل M42 الأكثر قوة (تسمى أحيانًا T-mounts) بشكل متزايد. لكن العدسة ذات التنسيق الكبير لا تدعم القدرة على التحكم تلقائيًا في الفتحة والتركيز. تُستخدم عدسات Telephoto أيضًا في الرؤية الآلية ، مع أطول طول بؤري يصل إلى 600 مم. تم تطوير هذه العدسات كبيرة الحجم للمصورين المحترفين. كما أنها تشتمل على فتحات وزووم آلية ، وتتطلب حوامل عدسة EF خاصة. حاليًا ، يتم تصنيع المزيد والمزيد من كاميرات الرؤية الآلية بوظائف تركيب EF وعدسات EF ، ويتم توفير وظائفها البصرية الجديدة لسوق رؤية الماكينة الأوسع من خلال اتفاقية التوزيع المباشر الأخيرة.
مع وجود العديد من خيارات عدسات رؤية الماكينة ، فإن اختيار أفضل عدسة لتطبيق معين ليس بالأمر السهل. لذلك من المهم التفكير في النظام ككل. على سبيل المثال ، تستخدم العديد من كاميرات megapixel الحديثة أحجام مستشعرات صغيرة لتقليل التكاليف ، لكن أحجام البكسل الصغيرة الناتجة تتطلب جودة أعلى وبالتالي بصريات باهظة الثمن. بالنسبة لبعض التطبيقات ، قد يكون اختيار كاميرا أغلى ثمناً وتحتوي على عدد أكبر من البكسل ومتطلبات ضوئية أقل مفيدًا ، مما يقلل من تكلفة النظام بأكمله. العمل مع بائعي تكنولوجيا الرؤية الخبراء يمكن أن يخفف من المخاطر في هذه القرارات.
توفر شركة فيهفيسكام المحدودة لتصنيعها www.Vehviscam عدسات صناعية ذات تركيز ثابت 1 / 1.8،2 / 3 و 4/3 و 1 بوصة 8 مم / 12 مم / 16 مم / 25 مم / 35 مم / 50 مم / 75 مم بسعر معقول وتسليم سريع ، يرجى الحصول عليها عبر الإنترنت ، شكرًا لك
