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聯合光科技(北京)有限公...

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提升工業鏡頭產品的軟服務--分辨率資料的完善

閱讀:100      發布時間:2025-3-6
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   隨著國家工業4.0與智能制造產業的推進,工業鏡頭行業也得到了高速的發展。就整體而言,國內的工業鏡頭與國外想比還是出于落后狀態,無論是產品性能還是軟服務都需要很大的提升。對于工業鏡頭產品的軟服務,較突出的是需要更完善的資料,尤其是與分辨率相關的資料。

   鏡頭分辨率是視覺系統的一個重要參數,直接影響系統的成像質量,重要性不言而喻。但僅僅從現有的公開資料判斷,工程師難以確認鏡頭的性能。一些有經驗的工程師們會根據設備的需要建立自身的測評體系,而其他工程師只能依靠自身的經驗判斷鏡頭的性能。

 

目前與分辨率有關的公開資料可概括為四種類型

一、描述性資料

   描述性資料是指資料只有一個命名或者只有一句描述性的話語:鏡頭的分辨率為百萬像素級別,或500萬像素級別,或千萬像素級別。

   在工業相機傳感器并不是十分豐富的階段,工業鏡頭只要將性能區分為百萬級別像素,500萬級別像素即可。工程師只要了解相機的分辨率即可進行選型,但也會存在很明顯的缺點——工業鏡頭的像素概念難以明確,會產生很多自相矛盾的情況。

   以這種形式描述鏡頭分辨的品牌主要集中在中國,日本,且這種命名或描述方式在亞洲市場比較受歡迎,因此部分歐美品牌也開始采用這種描述。下圖為聯合光科定焦鏡頭命名形式一覽圖,詳情見“定焦鏡頭"

聯合光科定焦鏡頭命名形式一覽

   二、數據資料

   數據資料即量化的參數,即工業鏡頭的線對數或匹配的像元尺寸。如3.45μm,2.4μm,8K7μ,16K5μ,100lp/mm,200lp/mm等。

   其優點是提供了量化的數據。如2.4μm,表明鏡頭匹配2.4μm的像元尺寸;100lp/mm,則表明鏡頭分辨率達到100lp/mm。工程師可以非常清晰了解鏡頭的分辨率性能。

   其缺點是數據比較片面。工業鏡頭中心的分辨率一般比邊緣的高,如果只有一個參數,工程師沒辦法判斷其他成像面的分辨率。針對不同像面時,需要額外手段測量鏡頭的分辨率。   



日本某品牌的公開資料

三、實拍資料

   實拍資料原理在于使用相機、鏡頭、光源組成系統,拍攝分辨率卡,通過圖像獲得分辨率數據。

   此類資料的優點也是非常直觀,可讀取鏡頭各個區域的分辨率情況。通常,工程師也是通過該方法測試系統性能。

   此類資料的局限性在于,測試的結果是系統的分辨率。在相同條件下使用不同相機光源搭建系統,獲得的數據會有差異,并不是非??陀^的數據。

 

四、圖表資料

   圖表資料主要的形式為MTF成像曲線圖。

   MTF 成像曲線圖是在客觀的測試環境下測得并對外公布的,是鏡頭成像品質相對好、相對客觀的技術參考依據。

   同時此類資料涉及一些抽象的概念,理解需要一定的光學基礎。   

聯合光科鏡頭產品資料公開情況

      工業鏡頭品牌會根基自身特點,市場策略,公開不同的資料。根據作者觀測,資料公開情況總結如下:

 

公開資料類型公開形式特點品牌鏡頭類型公開概率
描述資料 像素級別的命名或描述,如百萬像素級別,500萬像素級別

優點:直觀,容易理解

缺點:概念模糊,難以界定

中國,日本品牌為主定焦鏡頭,遠心鏡頭
數據資料 參數形式,如3.45μm,2.4μm,8K7μ,100lp/mm,150lp/mm

優點:量化數據

缺點:數據片面

日本,德國品牌為主遠心鏡頭,線掃鏡頭
實拍資料 實拍測試卡,分辨率板等形式

優點:量化數據,數據清晰

缺點:為系統分辨率,相機對其有影響

日本,國內品牌為主定焦鏡頭,遠心鏡頭
圖表資料 MTF成像曲線圖表形式

優點:量化數據,數據量豐富

缺點:涉及一些抽象的概念,理解需要一定的光學基礎。

美國,德國品牌為主定焦鏡頭,遠心鏡頭,線掃鏡頭

 

   從上表可以看出,國內品牌一般只有描述性資料,即簡單地告訴工程師該鏡頭是百萬像素級別,500萬像素,千萬像素。其他類型的資料偏少,甚至沒有。

   作者認為,公開的資料并沒有固定的形式,從較復雜的MTF 成像曲線到描述性資料都是可以的。但從提升工業鏡頭的軟服務的角度看,準確、詳細、清晰的資料有助于工程師了解工業鏡頭的性能,提高效率,也利于工業鏡頭行業的發展。國內品牌工業鏡頭的分辨率資料還需要進一步完善。   


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