Giới thiệu
Ống kính thường là bộ phận bị bỏ qua nhất của mô-đun máy ảnh. Mọi người tập trung vào số megapixel và độ nhạy của cảm biến, nhưng một cảm biến tốt với ống kính kém vẫn sẽ tạo ra những bức ảnh xấu. Việc chọn ống kính phù hợp là rất quan trọng cho dù bạn đang xây dựng mộtcamera nội soi nhúng, MỘTmô-đun camera kiểm tra ô tôhoặc mộtmô-đun máy ảnh vi môcho một thiết bị y tế. Tại Chân thành, chúng tôi đã sản xuấtmáy ảnh mô-đun cmosgiải pháp trong hơn 30 năm và lựa chọn ống kính là một phần cốt lõi trong quá trình thiết kế của chúng tôi. Bài viết này hướng dẫn bạn các thông số chính cần cân nhắc khi chọn ống kính cho bất kỳ mục đích nào.cảm biến mô-đun máy ảnh.
Bước 1: Xác định ứng dụng của bạn
Trước khi xem thông số kỹ thuật của ống kính, hãy trả lời những câu hỏi sau:
Khoảng cách làm việc: Máy ảnh cách đối tượng bao xa?
Trường nhìn (FOV): Camera phải nhìn thấy một khu vực rộng bao nhiêu?
Cần độ phân giải: Bạn sẽ sử dụng cảm biến có độ phân giải cao chứ?
Ánh sáng: Sàn nhà sáng sủa, nội thất đường ống tối màu hay khoang thân xe?
Hạn chế về kích thước: Amô-đun máy ảnh vi môđối với ống nội soi 2 mm rất khác so với camera an ninh.
Bước 2: Tìm hiểu các thông số chính của ống kính
- Tiêu cự– Xác định FOV. Tiêu cự ngắn (ví dụ: 2,8 mm)=góc nhìn rộng; tiêu cự dài (ví dụ: 8 mm)=góc nhìn hẹp. Đối với mộtmô-đun máy ảnh nội soicần nhìn một khoang lớn, tiêu cự ngắn là tốt nhất.
- Trường nhìn (FOV)– Mức độ góc mà ống kính chụp được. Đối với mộtcamera nội soi nhúngkhám phá những không gian chưa biết, FOV rộng (90 độ –120 độ) là lý tưởng. Để đo chính xác, FOV hẹp hơn (50 độ –70 độ) với độ méo thấp sẽ tốt hơn.
- Khẩu độ (số f)- Kiểm soát ánh sáng vào. Số f thấp hơn (ví dụ: f/2.0) cho nhiều ánh sáng hơn, phù hợp với điều kiện ánh sáng yếu nhưng làm giảm độ sâu trường ảnh. Đối với mộtmô-đun camera kiểm tra ô tôsử dụng trong khoang động cơ tối, hãy chọn khẩu độ lớn hơn (f/2.0 hoặc f/1.8).
- Độ sâu trường ảnh (DOF)– Phạm vi khoảng cách xuất hiện sắc nét. Camera nội soi thường cần DOF lớn vì khoảng cách làm việc khác nhau. Ống kính lấy nét cố định có khẩu độ nhỏ (số f cao) và tiêu cự ngắn cung cấp DOF lớn.
- Độ phân giải quang học– Ống kính phải phân giải đủ chi tiết cho cảm biến của bạn. MỘTmáy ảnh mô-đun cmosvới cảm biến 5MP cần một ống kính có thể phân giải 5MP. Việc ghép nối cảm biến độ phân giải cao với ống kính giá rẻ, độ phân giải thấp sẽ lãng phí tiềm năng của cảm biến.
- Biến dạng- Uốn các đường thẳng. Để đo, hãy chọn thấu kính có độ biến dạng thấp. Đối với nội soi góc nhìn rộng, có thể chấp nhận được một số biến dạng hình ống.
- Ngàm ống kính / Yếu tố hình thức– Thấu kính bảng (tiêu cự cố định) rất nhỏ và được dán trực tiếp vào cảm biến – phổ biến ởmô-đun máy ảnh vi môthiết kế. Ống kính M12 có ren, có thể hoán đổi cho nhau, lớn hơn nhưng linh hoạt.
Bước 3: Khớp ống kính với kích thước cảm biến
Ống kính được thiết kế cho cảm biến 1/3" có vòng tròn hình ảnh nhỏ hơn ống kính dành cho cảm biến 1/1.8". Sử dụng ống kính 1/3" trên cảm biến lớn hơn sẽ gây ra các góc tối. Luôn khớp vòng tròn hình ảnh của ống kính với vòng tròn hình ảnh của bạn.cảm biến mô-đun máy ảnhkích thước hoặc lớn hơn.
Bước 4: Xem xét môi trường
- Nhiệt độ:Để sử dụng ngoài trời hoặc ô tô, thấu kính thủy tinh có vỏ kim loại xử lý sự thay đổi nhiệt độ tốt hơn nhựa.
- Độ ẩm/bụi:Đối với mộtmô-đun camera kiểm tra ô tôđược sử dụng trong nhà để xe, một ống kính kín ngăn chặn sương mù.
- Rung:Đối với mộtmô-đun máy ảnh vi môtrong máy nội soi không người lái hoặc robot, việc gắn ống kính an toàn (khóa ren hoặc chất kết dính) là điều cần thiết.
Bước 5: Kiểm tra bằng mẫu
Không có bảng dữ liệu nào vượt qua thử nghiệm trong thế giới thực. Đặt mua ống kính mẫu (hoặc mô-đun hoàn chỉnh) và kiểm tra chúng trong điều kiện ánh sáng thực tế và khoảng cách làm việc của bạn. Kiểm tra độ sắc nét ở trung tâm và các cạnh, độ méo và tính nhất quán của tiêu điểm.
Lựa chọn ống kính mẫu theo ứng dụng
| Ứng dụng | Thông số ống kính được đề xuất |
|---|---|
| Camera nội soi nhúng (y tế, đường kính 2mm) | Lấy nét cố định, kính hoặc hybrid, FOV 90 độ, f/2.8, siêu nhỏ tùy chỉnh |
| Mô-đun camera kiểm tra ô tô (khoang động cơ) | M12 hoặc thấu kính bảng, 80 độ –100 độ FOV, f/2.0, thủy tinh, chống rung |
| Mô-đun máy ảnh siêu nhỏ (thiết bị đeo hoặc máy bay không người lái) | Thấu kính bo mạch, tiêu cự cố định, 70 độ –90 độ FOV, f/2.4, nhựa (nhẹ) |
| Mô-đun camera nội soi tổng quát (Borescope USB) | Thấu kính bảng, 90 độ –110 độ FOV, f/2.8, nhựa hoặc hybrid, tiêu cự cố định |
Dịch vụ lựa chọn ống kính của Chân thành
Tại Chân thành, chúng tôi giúp khách hàng lựa chọn hoặc thiết kế ống kính tùy chỉnh cho phù hợp với nhu cầu của họmáy ảnh mô-đun cmosdự án. Chúng tôi cung cấp:
- Phù hợp với ống kính:Ghép nối ống kính phù hợp với ống kính của bạncảm biến mô-đun máy ảnhcho độ sắc nét tối ưu.
- Thiết kế ống kính tùy chỉnh:Đối với các ràng buộc về FOV, khoảng cách làm việc hoặc kích thước duy nhất (ví dụ:mô-đun máy ảnh vi môcho ống nội soi 1,5mm).
- Căn chỉnh chủ động (AA):Định vị chính xác ống kính so với cảm biến để lấy nét nhất quán và giảm thiểu biến dạng.
- Kiểm tra:Xác thực chất lượng hình ảnh, độ méo và tiêu điểm theo nhiệt độ.
Bản tóm tắt
Việc chọn ống kính phù hợp bao gồm việc cân bằng độ dài tiêu cự (FOV), khẩu độ, độ sâu trường ảnh, độ phân giải quang học, độ méo và kích thước vật lý. Bắt đầu bằng cách xác định ứng dụng của bạn: khoảng cách làm việc, khu vực mục tiêu, ánh sáng và môi trường. Sau đó, kết hợp chúng với một ống kính phù hợp với kích thước và ngàm cảm biến của bạn. Đối với các mục đích sử dụng chuyên dụng nhưcamera nội soi nhúng, MỘTmô-đun camera kiểm tra ô tôhoặc mộtmô-đun máy ảnh vi mô, luôn test bằng mẫu thật trước khi hoàn thiện.
Tại Chân thành, chúng tôi có hàng chục năm kinh nghiệm thiết kếmô-đun máy ảnh nội soiquang học và khácmáy ảnh mô-đun cmosgiải pháp. Hãy liên hệ với chúng tôi để thảo luận về các yêu cầu về ống kính của bạn.
