kontakt kamery@atesystem.cz
kontakt +420 595 170 472

Díl 2: Objektivy pro řádkové kamery

Vytvořil:

Tomáš Gřeš

Objektivy pro použití s řádkovými kamerami musí splňovat specifické požadavky. Podívejte se s námi na přehled objektivů pro line scan aplikace.

U objektivů pro řádkové kamery jsou vyžadovány specifické vlastnosti. Vzhledem k obvyklé velikosti pixelů řádkových kamer není potřeba extra vysoké rozlišení objektivu. Mnohem důležitější je schopnost vykreslit obraz i na senzor o velikosti několika centimetrů při co nejmenším vlivu vinětace a ztmavování okrajů. Extrémní důraz je kladen a rovnoměrné rozložení kontrastu a jasu v celém zorném poli, nikoli na maximální rozlišení. Ty nejkvalitnější objektivy jsou proto vyráběny pro specifický rozsah zvětšení, ve kterém je garantován stálý optický výkon. Zvláštní kapitolou jsou pak objektivy pro 3CCD a multispektrální kamery, kde je vyžadována velmi nízká barevná vada kvůli průchodu světla optickým hranolem (beam splitterem).

Přehled objektivů pro řádkové kamery

V následujícím textu si představíme několik typů objektivů a ukážeme si jejich možné využití. Jako zvětšení se u objektivů uvádí poměr velikosti senzoru k velikosti zorného pole.

Univerzální line-scan objektivy

Kowa Line Scan LensKowa – řada objektivů LF

  • Zvětšení: 1:inf. až 1:5
  • Minimální pracovní vzdálenost: cca 300 mm
  • Minimální velikost pixelu: 7 µm
  • Maximální velikost obrazového pole: 43 mm
  • Vysoké rozlišení ve středu zorného pole

Typické univerzální objektivy Kowa určené pro použití s řádkovou kamerou o velikosti senzoru do 43 mm a velikostí pixelu 7.5 µm. Při použití kratšího senzoru než 30 mm je možné dosáhnout i většího rozlišení. Jedná se o kompaktní objektivy, převážně pro kamery se závitem F-mount (Nikon). V nabídce jsou objektivy s ohniskovou délkou 28 mm až 65 mm.

Vybrané typy objektivů mají také IR korekci pro pásmo 400-1000 nm, takže mohou být použity i pro multispektrální snímání.

Tyto objektivy je možné použít s kamerami: Basler racer (7 µm)Basler sprint (4k), Basler runner (Color), JAI Sweep (20 µm)

Modulární objektivy

Modulární objektiv Schneider Kreuznach se systémem UNIFOCSchneider Kreuznach modulární makro systém UNIFOC

  • Zvětšení: 1:20 až 5:1 (poměr velikost obrazu/velikost objektu)
  • Minimální velikost pixelu: 7 µm
  • Maximální velikost obrazového pole: 150 mm
  • Rovnoměrný kontrast

Makro objektivy Schneider KREUZNACH jsou určeny pro zvětšení v rozsahu 1:20 až 5:1. Svými vlastnostmi jsou předurčeny nejen v makro snímání, ale také pro line-scan aplikace. Systém UNIFOC obsahuje objektivy s ohniskovou délkou 28 mm až 150 mm, včetně apo-chromatických modelů. Maximální velikost senzoru závisí na použitém objektivu, ale také na vzdálenosti a konkrétní konfiguraci distančních kroužků. Přehled součástí lze nalézt v přehledné tabulce.

Modulární objektiv Schneider Kreuznach se systémem UNIFOCSamotný objektiv obsahuje pouze nastavení clony. Aby mohl být použit v uvedeném rozsahu zvětšení, je potřeba k samotnému objektivu doplnit systém zaostřování s proměnnou délkou objektivu. Tento problém řeší modulární systém UNIFOC, pomocí nějž je možné sestavit objektiv na míru požadovanému rozsahu zvětšení. Systém obsahuje také množství adaptérů pro připojení ke kamerám různých výrobců.

Makro objektivy je možné použít jednak v aplikacích, kde je požadováno velmi přesné zobrazení malých předmětů, jednak také pro snímání řádkovou kamerou. Typická sestava obsahuje objektiv, fokusovací systém UNIFOC, distanční kroužky a adaptér na kameru.

Optické parametry objektivů lze nalézt v grafech MTF ke každému objektivu:

MTF křivka k objektivu Schneider Kreuznach Macro Varon 4.5/85

Tyto objektivy je možné použít s kamerami: Basler sprint (4k), Basler racer (7 µm), JAI Sweep (20 µm), Basler runner (Color)

Objektivy pro kamery s vysokým rozlišením

Schneider Kreuznach MAKRO SYMARSchneider Kreuznach 12k line-scan objektivy

  • Zvětšení: 0.3x až 2x (poměr velikost obrazu/velikost objektu)
  • Minimální velikost pixelu: 5 µm (3.5 µm)
  • Maximální velikost obrazového pole: 90 mm
  • Extrémně rovnoměrný kontrast v celém zorném poli

Jedná se o objektivy určené pro optický systém UNIFOC, jako v předchozím odstavci. Objektivy však mají rovnoměrněji rozložené optické vlastnosti a hlavně vyšší rozlišení, než běžné makro objektivy, takže mohou být použity s kamerami s rozlišením 12k a 16k (v závislosti na délce senzoru a velikosti pixelu).

Tyto objektivy jsou vhodné pro kamery: Basler sprint (8k), Basler racer

Schneider Kreuznach XENON SAPPHIRESchneider Kreuznach 16k line-scan objektivy SAPPHIRE

  • Zvětšení: 0.07x až 1.75x (poměr velikost obrazu/velikost objektu)
  • Minimální velikost pixelu: 3.5 µm
  • Maximální velikost obrazového pole: 62 mm
  • Extrémně rovnoměrný kontrast v celém zorném poli

Objektivy Schneider Kreuznach SAPPHIRE pro potřeby rychlého snímání řádkovými kamerami s nejvyšším rozlišením až 16 tisíc bodů. Tyto objektivy jsou naprostou špičkou mezi high-end optickými systémy a byly vyvinuty speciálně pro potřeby výrobců elektroniky a plochých LCD panelů, kde je při optické inspekci vyžadována naprostá přesnost a spolehlivost.

Řada SAPPHIRE obsahuje několik modelů, které se liší pracovní vzdáleností a tím i nominálním zvětšením, pro které jsou určeny. Díky tomu je garantován maximální optický výkon pro konkrétní zvětšení.

Tyto objektivy jsou vhodné pro kamery: Basler racer (12k - 3.5 µm), kamery Dalsa 16k, kamery e2v

3CCD objektivy

Objektiv KOWA pro 3CCD a 4CCD line scan (řádkové kamery)Kowa 3CCD – řada CLS

  • Minimální velikost pixelu: 7.5 µm
  • Maximální velikost obrazového pole: 30 mm
  • Velmi nízká chromatická aberace

Objektivy Kowa 3CCD jsou určeny pro 3CCD a 4CCD kamery s rozlišením až 4 tisíce bodů. Hlavním znakem je malá hloubka závitu (< 4 mm) a velmi malá barevná vada, která je velmi důležitá vzhledem k průchodu světla optickým hranolem (beam splitterem).

Řada CLS obsahuje tři základní ohniskové délky 23mm, 35 mm a 50 mm, které pokryjí většinu požadavků na rozlišení a zorné pole kamery.

Tyto objektivy jsou vhodné pro kamery: JAI Sweep+, TVI 3CCD a 4CCD

Telecentrické line scan objektivy

Telecentrický objektiv Opto Engineering pro řádkovou kameruOpto Engineering TC12K Line Scan

  • Zvětšení: 0.32x až 0.96x (poměr velikost obrazu/velikost objektu)
  • Minimální velikost pixelu: 3.5 µm
  • Maximální velikost obrazového pole: 62.5 mm
  • Oboustranná telecentricita

Je-li v aplikaci vyžadováno přesné zobrazení s konstantním zvětšením a minimálním zkreslením, je vhodné použít telecentrický objektiv. Bilaterální telecentrické objektivy řady TC12K italského výrobce Opto Engineering jsou tím pravým řešením pro tyto úlohy.

Obrázek z běžného objektivu (nahoře) a z telecentrického objektivu (dole)Telecentrický objektiv má konstantní zvětšení, které je nezávislé na vzdálenosti objektu od objektivu. Primární paprsky přicházejí do objektivu rovnoběžně s osou objektivu, proto se zde neprojevuje vliv perspektivy. Výsledkem je přesnější měření v obraze, zvláště na hranách zobrazovaných předmětů.

Objektivy jsou primárně určeny pro kamery s rozlišením 12k a velikostí pixelu 5 µm, nicméně testy výrobce prokázaly, že je vhodné je použít i pro 16k kamery.

Tyto objektivy jsou vhodné pro kamery: Basler sprint (4k), Basler racer (3.5 µm)

Makro objektivy

Makroobjektiv Opto Engineering pro řádkovou kameruOpto Engineering MC12K Line Scan

  • Zvětšení: 0.083x až 2.0x (poměr velikost obrazu/velikost objektu)
  • Minimální velikost pixelu: 3.5 µm
  • Maximální velikost obrazového pole: 62.5 mm
  • Téměř nulové zkreslení

Řada makro objektivů Opto Engineering MC12k byla speciálně navržena pro zvětšení v rozsahu 1:12 až 2:1 a pro řádkové kamery s velkým senzorem až 62 mm (12k). Unikátní optický design dovoluje velmi přesné a kontrastní zobrazení malých objektů s téměř nulovým zkreslením.

Tyto objektivy jsou vhodné pro kamery: Basler sprint (4k), Basler racer (3.5 µm)

Zdroje obrázků a informací

 

 

Logo
Top