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提升工業(yè)鏡頭產(chǎn)品的軟服務(wù)--分辨率資料的完善

來源:聯(lián)合光科技(北京)有限公司   2025年03月06日 16:35  

   隨著國家工業(yè)4.0與智能制造產(chǎn)業(yè)的推進(jìn),工業(yè)鏡頭行業(yè)也得到了高速的發(fā)展。就整體而言,國內(nèi)的工業(yè)鏡頭與國外想比還是出于落后狀態(tài),無論是產(chǎn)品性能還是軟服務(wù)都需要很大的提升。對于工業(yè)鏡頭產(chǎn)品的軟服務(wù),較突出的是需要更完善的資料,尤其是與分辨率相關(guān)的資料。

   鏡頭分辨率是視覺系統(tǒng)的一個重要參數(shù),直接影響系統(tǒng)的成像質(zhì)量,重要性不言而喻。但僅僅從現(xiàn)有的公開資料判斷,工程師難以確認(rèn)鏡頭的性能。一些有經(jīng)驗(yàn)的工程師們會根據(jù)設(shè)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(jīng)驗(yàn)判斷鏡頭的性能。

 

目前與分辨率有關(guān)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(yè)相機(jī)傳感器并不是十分豐富的階段,工業(yè)鏡頭只要將性能區(qū)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(jī)的分辨率即可進(jìn)行選型,但也會存在很明顯的缺點(diǎn)——工業(yè)鏡頭的像素概念難以明確,會產(chǎn)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(lián)合光科定焦鏡頭命名形式一覽圖,詳情見“定焦鏡頭”

聯(lián)合光科定焦鏡頭命名形式一覽

   二、數(shù)據(jù)資料

   數(shù)據(jù)資料即量化的參數(shù),即工業(yè)鏡頭的線對數(shù)或匹配的像元尺寸。如3.45μm,2.4μm,8K7μ,16K5μ,100lp/mm,200lp/mm等。

   其優(yōu)點(diǎn)是提供了量化的數(shù)據(jù)。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(dá)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(diǎn)是數(shù)據(jù)比較片面。工業(yè)鏡頭中心的分辨率一般比邊緣的高,如果只有一個參數(shù),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(shí)拍資料

   實(shí)拍資料原理在于使用相機(jī)、鏡頭、光源組成系統(tǒng),拍攝分辨率卡,通過圖像獲得分辨率數(shù)據(jù)。

   此類資料的優(yōu)點(diǎn)也是非常直觀,可讀取鏡頭各個區(qū)域的分辨率情況。通常,工程師也是通過該方法測試系統(tǒng)性能。

   此類資料的局限性在于,測試的結(jié)果是系統(tǒng)的分辨率。在相同條件下使用不同相機(jī)光源搭建系統(tǒng),獲得的數(shù)據(jù)會有差異,并不是非常客觀的數(shù)據(jù)。

 

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(huán)境下測得并對外公布的,是鏡頭成像品質(zhì)相對好、相對客觀的技術(shù)參考依據(jù)。

   同時此類資料涉及一些抽象的概念,理解需要一定的光學(xué)基礎(chǔ)。   

聯(lián)合光科鏡頭產(chǎn)品資料公開情況

      工業(yè)鏡頭品牌會根基自身特點(diǎn),市場策略,公開不同的資料。根據(jù)作者觀測,資料公開情況總結(jié)如下:

 

公開資料類型公開形式特點(diǎn)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(yōu)點(diǎn):直觀,容易理解

缺點(diǎn):概念模糊,難以界定

中國,日本品牌為主定焦鏡頭,遠(yuǎn)心鏡頭
數(shù)據(jù)資料 參數(shù)形式,如3.45μm,2.4μm,8K7μ,100lp/mm,150lp/mm

優(yōu)點(diǎn):量化數(shù)據(jù)

缺點(diǎn):數(shù)據(jù)片面

日本,德國品牌為主遠(yuǎn)心鏡頭,線掃鏡頭
實(shí)拍資料 實(shí)拍測試卡,分辨率板等形式

優(yōu)點(diǎn):量化數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)清晰

缺點(diǎn):為系統(tǒng)分辨率,相機(jī)對其有影響

日本,國內(nèi)品牌為主定焦鏡頭,遠(yuǎn)心鏡頭
圖表資料 MTF成像曲線圖表形式

優(yōu)點(diǎn):量化數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)量豐富

缺點(diǎn):涉及一些抽象的概念,理解需要一定的光學(xué)基礎(chǔ)。

美國,德國品牌為主定焦鏡頭,遠(yuǎn)心鏡頭,線掃鏡頭

 

   從上表可以看出,國內(nèi)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(rèn)為,公開的資料并沒有固定的形式,從較復(fù)雜的MTF 成像曲線到描述性資料都是可以的。但從提升工業(yè)鏡頭的軟服務(wù)的角度看,準(zhǔn)確、詳細(xì)、清晰的資料有助于工程師了解工業(yè)鏡頭的性能,提高效率,也利于工業(yè)鏡頭行業(yè)的發(fā)展。國內(nèi)品牌工業(yè)鏡頭的分辨率資料還需要進(jìn)一步完善。   


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