性价比高、成像出色,我们为你搭配了一套超优1”相机系统!

在机器视觉的许多领域当中,日渐呈现芯片向高分辨率发展的趋势。这不仅因为这些新芯片价格合理、配备500万甚至更高的像素,同时也因为越来越多的用户愿意选择高分辨率的相机。

当新芯片被转换成更高分辨率时,为避免图像质量受到不利影响,新款芯片的规格也是重要的考虑因素。

为何值得换新芯片?

这种处理方式适合哪些应用?

还应该考虑哪些因素?

下面,智视宝将会为您一一解答。

1

初始情景

当替换高分辨率芯片时,请务必注意新芯片的规格。较低分辨率的芯片尺寸范围主要在1/3"到2/3"之间。目前,市面上有一系列经过成本优化、技术先进的镜头,这些镜头都可适用于上述的芯片尺寸。

但是如果将2/3"镜头用于1"芯片,则会导致暗角的问题。不过在某些情况下,这种镜头与芯片的组合仍然是有应用价值的。

图1:因靶面太小而引起的边缘阴影(暗角问题)

2

1"相机系统的优势

在像素尺寸相同甚至更高的情况下,1"相机系统能够满足对更高分辨率的需求。因此,应用可以显示更高的分辨率,同时提供高敏感度、质量出色的图像。

尤其是在需要对已录制的场景进行精准还原的应用中,这一优势可以带来很大的帮助,比如能显示出质量方面的瑕疵等,表面检测或半导体工业的作业可以从这种设置中受益。

使用新的1"芯片让图像质量和速度得以提升,从而产生更高的流率和识别率。这在改善质量的同时,还能为节约成本带来积极作用。

2.1

应用示例:相机选项PYTHON 5000

配备Sony ICX625 CCD芯片的Basler pilot面阵相机现正用于一款检测应用,而配备了ON Semiconductor PYTHON 5000 CMOS芯片的Basler ace相机则可以作为这个过程中的新替代品。

表1:ICX625 CCD芯片与PYTHON 5000 CMOS芯片的

EMVA数据比较

表1以EMVA数据为基础对两款芯片进行了比较,在对比ICX625和PYTHON 5000芯片的EMVA数据之后,我们可以看出,新一代CMOS在图像质量方面不仅与旧款CCD芯片旗鼓相当, 它在某些数值方面甚至优于旧款。

例如,4.8 μm像素让PYTHON芯片的量子效率达到53%,同时具备7,700个电子的饱和容量,这两个值均高于ICX625芯片的表现值。

在动态范围和信噪比方面,ON Semiconductor芯片也表现优异,以下的对比图像也可以验证这一点:

弱光条件情景下的对比图像

图2:Sony ICX625

图3:ON Semiconductor PYTHON 5000

光源:

白色LED灯(6500k)

光线强度 1 Lux(烛光)

相机和镜头设定:

设置达到150 GV亮度所需的模拟增益和数位移位

曝光时间:10 ms

F#: 1:1.8

因此,PYTHON 5000不失为ICX625的理想替代之选。

除了像素尺寸不同之外,ICX625和PYTHON 5000芯片还有一个重要的区别之处:即芯片尺寸与其搭配的光学配件所造成的影响。

2.2

光学配件

从2/3"转换至1"相机系统时,用户需要认真考虑以下有关光学配件的几个要点:

所选择的镜头需要与您的工业相机的靶面和分辨率相匹配

根据更大的靶面来相应改变您的系统的工作距离

我们的镜头选型助手能轻松为您的1"相机系统选择合适的镜头。根据您所输入的工作距离或所描绘的物体尺寸,镜头选型助手将会选择恰当的焦距并进行计算,为您的Basler工业相机推荐一款合适的镜头。在我们的产品线中,您可以找到两个适用于1"靶面的镜头系列。

镜头选型助手能进行精确计算,助您了解更大的靶面如何改变相机系统的工作距离:

图4:根据物体的尺寸,Basler镜头选型助手可测定

相机系统与物体之间的理想工作距离

假设您想拍摄一个高度为350 mm的物体,而您手上的2/3"镜头具备8 mm的焦距。为了拍摄这幅图像,您之前的2/3"相机系统所需的工作距离则为400 mm以上。然而,一款更大的芯片和兼容的镜头则可以缩减所需的工作距离:由于靶面尺寸变得更大,您可以在工作距离少于300 mm的情况下对测量的物体进行拍摄。

图5:借助更大的芯片和1"镜头,可以大大缩减工作距离

这验证了更大的芯片配上合适的1"镜头能减少工作距离,并减小了整个应用所需的设计尺寸。

在为您的相机选择合适的镜头时,应该充分考虑各方面的特性。数据表中的镜头分辨率是以lp/mm为单位进行明确标示的。您可以将相机的像素转换为lp/mm,从而获得所需的值:

以lp/mm为单位的镜头分辨率 = 1000 / ( 2xμm)

优质的镜头即使在图像边缘也能够确保足够的分辨率,因而成像表现出色。

利用整个靶面的做法十分重要,尤其是在更大芯片的情况下。

3

1"镜头带来的优势

自推出采用1"芯片的相机之后,市面上合适的镜头产品范围也在逐步扩大。如今市面上大部分的镜头均处于高端价位。与传统2/3"镜头相比,1"镜头的定价要高出许多。这可能由较高的制造成本和较低的规模经济造成。

对于配备ON Semiconductor PYTHON 5000芯片的相机,Basler为1"靶面提供了两个镜头系列:

来自KOWA的LM-HC 1"百万像素系列,在机器视觉市场上已较有名气

来自日本镜头新秀制造商的1" TS-MP镜头系列,目前在市场上尚未被大众熟知

选择一

选择高质量并较有名气的Kowa LM-HC 1"百万像素系列, 其相关关键技术数据如下:

镜头系列:Kowa LM-HC

最大靶面:1英寸

接口:C口

焦距选择:6 mm到75 mm

以lp/mm为单位的分辨率:图像中央120 lp/mm、图像边缘80 lp/ mm(示例的焦距为16 mm)

Kowa的LM-HC系列具备卓越的品质、低失真和优秀的透光率,成像表现出众。

选择二

选择全新“让投资发挥最大价值"的1"TS-MP镜头系列:

全新1"TS-MP镜头系列在Basler有售,不失为代替Kowa LM-HC镜头系列的一款成本优化型产品,全新1"镜头系列的技术关键数据如下:

镜头系列:TS-MP

最大靶面:1英寸

接口:C口

焦距选择:8 mm到50 mm,不包括35 mm

以lp/mm为单位的分辨率:图像中央120 lp/mm、图像边缘90 lp/ mm(示例的焦距为16 mm)

3.1

如何为新的Basler ace选择合适镜头?

如何为新的Basler ace相机(配备来自ON Semiconductor的PYTHON 5000)选择合适的镜头?首要标准是镜头系列的还原性能。

以下两张图分别展示了配备KOWA LM25HC镜头和TS2514-MP镜头的Basler ace2500-60um相机所拍摄的照片。此两款镜头均属于焦距为25 mm的替换镜头系列:

图6:配备KOWA LM25HC的Basler acA2500-60um(左图)

和配备TS2514-MP 的Basler acA2500-60um(右图)

相机和镜头设定:

工作距离:50 cm

曝光时间:2700μs

f#: 1:2.8

两款镜头在图像中央和图像边缘均表现出水平相当的还原性能。镜头分辨率容量的数值也能证实上述结论——Kowa LM-HC系列和TS-MP系列在图像中心的分辨率容量均为120 lp/mm;边缘分辨率分别为90 lp/mm (TS-MP)和80 lp/mm (Kowa LM-HC)。

除了技术方面的考虑之外,选择合适镜头的第二项标准是价格——新款TS-MP系列的价格颇具竞争力,与采用ON Semiconductor PYTHON 5000芯片的ace相机配合使用时,可提供“让投资发挥最大价值”的设置。

最后,对产品和制造商的信任乃是决定性因素。一方面,Kowa的LM-HC系列产品线技术成熟且广为人知;而TS-MP如今尚未被人所熟知,仍需努力证明自身的实力。

然而,Basler以高质量标准来要求搭配自身相机的配件,因此,TS-MP镜头系列凭借出色的分辨率和合理的价格,成为配备ON Semiconductor PYTHON 5000芯片的Basler ace相机的理想搭配之选。

4

总结

随着机器视觉领域的用户选择更高分辨率的芯片、从CCD转换为CMOS的趋势日益显著,ON Semiconductor的PYTHON 5000 芯片将自身定位为众多应用的合适之选。

在图像质量方面,与Sony ICX625的对比已经充分说明ON Semiconductor的CMOS是一项出色的技术,并不亚于旧款CCD芯片,甚至在几项数值中超越了CCD芯片的表现。

目前市面上适合1"规格芯片的镜头数量并不多。针对此问题,Basler本着遵守“让投资发挥最大价值"的原则,现推出集出众性价比和卓越质量于一体的组合,让相机和兼容镜头为您提供优异的图像质量。

与知名的Kowa LM-HC 1" 镜头系列组合使用时,配备ON Semiconductor PYTHON 5000 芯片的Basler ace可让您获得高质量图像。而选择配备TS-MP镜头新系列产品的1"相机系统时,则可在获得相同成像质量的同时享受更高的性价比。

图7:Basler ace acA2500-60um相机、Kowa LM25HC镜头、TS2514-MP镜头

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  • 原文链接:http://kuaibao.qq.com/s/20171227G0AX2B00?refer=cp_1026

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