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提升工业镜头产品的软服务--分辨率资料的完善

 

   随着国家工业4.0与智能制造产业的推进,工业镜头行业也得到了高速的发展。就整体而言,国内的工业镜头与国外想比还是出于落后状态,无论是产品性能还是软服务都需要很大的提升。对于工业镜头产品的软服务,较突出的是需要更完善的资料,尤其是与分辨率相关的资料。

   镜头分辨率是视觉系统的一个重要参数,直接影响系统的成像质量,重要性不言而喻。但仅仅从现有的公开资料判断,工程师难以确认镜头的性能。一些有经验的工程师们会根据设备的需要建立自身的测评体系,而其他工程师只能依靠自身的经验判断镜头的性能。

 

目前与分辨率有关的公开资料可概括为四种类型

一、描述性资料

   描述性资料是指资料只有一个命名或者只有一句描述性的话语:镜头的分辨率为百万像素级别,或500万像素级别,或千万像素级别。

   在工业相机传感器并不是十分丰富的阶段,工业镜头只要将性能区分为百万级别像素,500万级别像素即可。工程师只要了解相机的分辨率即可进行选型,但也会存在很明显的缺点——工业镜头的像素概念难以明确,会产生很多自相矛盾的情况。

   以这种形式描述镜头分辨的品牌主要集中在中国,日本,且这种命名或描述方式在亚洲市场比较受欢迎,因此部分欧美品牌也开始采用这种描述。下图为联合光科定焦镜头命名形式一览图,详情见“定焦镜头

联合光科定焦镜头命名形式一览

   二、数据资料

   数据资料即量化的参数,即工业镜头的线对数或匹配的像元尺寸。如3.45μm,2.4μm,8K7μ,16K5μ,100lp/mm,200lp/mm等。

   其优点是提供了量化的数据。如2.4μm,表明镜头匹配2.4μm的像元尺寸;100lp/mm,则表明镜头分辨率达到100lp/mm。工程师可以非常清晰了解镜头的分辨率性能。

   其缺点是数据比较片面。工业镜头中心的分辨率一般比边缘的高,如果只有一个参数,工程师没办法判断其他成像面的分辨率。针对不同像面时,需要额外手段测量镜头的分辨率。   

 
 
日本某品牌的公开资料

三、实拍资料

   实拍资料原理在于使用相机、镜头、光源组成系统,拍摄分辨率卡,通过图像获得分辨率数据。

   此类资料的优点也是非常直观,可读取镜头各个区域的分辨率情况。通常,工程师也是通过该方法测试系统性能。

   此类资料的局限性在于,测试的结果是系统的分辨率。在相同条件下使用不同相机光源搭建系统,获得的数据会有差异,并不是非常客观的数据。

 

四、图表资料

   图表资料主要的形式为MTF成像曲线图。

   MTF 成像曲线图是在客观的测试环境下测得并对外公布的,是镜头成像品质相对权威、相对客观的技术参考依据。

   同时此类资料涉及一些抽象的概念,理解需要一定的光学基础。   

联合光科镜头产品资料公开情况
 

      工业镜头品牌会根基自身特点,市场策略,公开不同的资料。根据作者观测,资料公开情况总结如下:

 

公开资料类型 公开形式 特点 品牌 镜头类型 公开概率
描述资料  像素级别的命名或描述,如百万像素级别,500万像素级别

优点:直观,容易理解

缺点:概念模糊,难以界定

中国,日本品牌为主 定焦镜头,远心镜头
数据资料  参数形式,如3.45μm,2.4μm,8K7μ,100lp/mm,150lp/mm

优点:量化数据

缺点:数据片面

日本,德国品牌为主 远心镜头,线扫镜头
实拍资料  实拍测试卡,分辨率板等形式

优点:量化数据,数据清晰

缺点:为系统分辨率,相机对其有影响

日本,国内品牌为主 定焦镜头,远心镜头
图表资料  MTF成像曲线图表形式

优点:量化数据,数据量丰富

缺点:涉及一些抽象的概念,理解需要一定的光学基础。

美国,德国品牌为主 定焦镜头,远心镜头,线扫镜头

 

   从上表可以看出,国内品牌一般只有描述性资料,即简单地告诉工程师该镜头是百万像素级别,500万像素,千万像素。其他类型的资料偏少,甚至没有。

   作者认为,公开的资料并没有固定的形式,从较复杂的MTF 成像曲线到描述性资料都是可以的。但从提升工业镜头的软服务的角度看,准确、详细、清晰的资料有助于工程师了解工业镜头的性能,提高效率,也利于工业镜头行业的发展。国内品牌工业镜头的分辨率资料还需要进一步完善。   

 

 

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