Координація між промисловими лінзами та джерелами світла відіграє вирішальну роль у розробці високопродуктивних систем машинного зору. Досягнення оптимальної продуктивності зображення вимагає комплексного узгодження оптичних параметрів, умов навколишнього середовища та цілей виявлення. Нижче наведено кілька ключових міркувань для ефективної координації:
I. Балансування діафрагми та інтенсивності джерела світла
Діафрагма (F-число) суттєво впливає на кількість світла, що потрапляє в систему.
Мала діафрагма (високе число F, наприклад, F/16) зменшує потрапляння світла та вимагає компенсації за допомогою джерела світла високої інтенсивності. Її основною перевагою є збільшена глибина різкості, що робить її придатною для застосувань, що включають об'єкти зі значними коливаннями висоти.
І навпаки, велика діафрагма (низьке число F, наприклад, F/2.8) пропускає більше світла, що робить її ідеальною для зйомки в умовах низької освітленості або швидкого руху. Однак, через малу глибину різкості, важливо забезпечити, щоб об'єкт залишався в межах фокальної площини.
II. Оптимальна координація діафрагми та джерела світла
Зазвичай об'єктиви досягають найкращої роздільної здатності на середніх значеннях діафрагми (приблизно на один-два ступені менших за максимальне значення діафрагми). За цього налаштування інтенсивність джерела світла повинна бути належним чином підібрана для підтримки сприятливого балансу між співвідношенням сигнал/шум та контролем оптичної аберації.
III. Синергія між глибиною різкості та однорідністю джерела світла
Під час використання малої діафрагми рекомендується поєднувати її з високооднорідним джерелом поверхневого світла (наприклад, джерелом світла дифузного відбиття). Таке поєднання допомагає запобігти локальному переекспонуванню або недоекспонуванню, забезпечуючи стабільність зображення в умовах, що вимагають великої глибини різкості.
При використанні великої діафрагми для посилення контрастності країв можна використовувати точкові або лінійні джерела світла. Однак, для мінімізації перешкод від розсіяного світла необхідне ретельне налаштування кута джерела світла.
IV. Узгодження роздільної здатності з довжиною хвилі джерела світла
Для завдань високоточної детекції важливо вибрати джерело світла, яке відповідає спектральним характеристикам лінзи. Наприклад, лінзи видимого світла слід використовувати з білими світлодіодними джерелами, тоді як інфрачервоні лінзи слід використовувати з інфрачервоними лазерними джерелами.
Крім того, обрана довжина хвилі джерела світла повинна уникати смуг поглинання покриття лінзи, щоб запобігти втратам енергії та хроматичній аберації.
V. Стратегії експозиції для динамічних сцен
У сценаріях високошвидкісного детектування часто необхідне поєднання великої діафрагми з коротким часом експозиції. У таких випадках рекомендується використовувати високочастотне імпульсне джерело світла (наприклад, стробоскоп) для ефективного усунення розмиття руху.
Для застосувань, що потребують тривалої експозиції, слід використовувати стабільне джерело безперервного світла, а також враховувати такі заходи, як поляризаційні фільтри, для придушення перешкод від навколишнього світла та покращення якості зображення.
Час публікації: 21 серпня 2025 р.