Koordynacja między soczewkami przemysłowymi a źródłami światła odgrywa kluczową rolę w rozwoju wysokowydajnych systemów wizyjnych. Osiągnięcie optymalnej wydajności obrazowania wymaga kompleksowego dopasowania parametrów optycznych, warunków środowiskowych i celów detekcji. Poniżej przedstawiono kilka kluczowych kwestii dotyczących efektywnej koordynacji:
I. Równoważenie przysłony i natężenia źródła światła
Przysłona (liczba F) ma istotny wpływ na ilość światła docierającego do układu.
Mała przysłona (wysoka liczba F, np. F/16) zmniejsza pobór światła i wymaga kompensacji za pomocą źródła światła o dużej intensywności. Jej główną zaletą jest zwiększona głębia ostrości, co czyni ją odpowiednią do zastosowań obejmujących obiekty o znacznych wahaniach wysokości.
Z kolei duża przysłona (niska liczba F, np. F/2,8) przepuszcza więcej światła, co czyni ją idealną do fotografowania w warunkach słabego oświetlenia lub w scenach z szybkim ruchem. Jednak ze względu na małą głębię ostrości, kluczowe jest, aby obiekt pozostawał w płaszczyźnie ogniskowej.
II. Optymalna koordynacja apertury i źródła światła
Obiektywy zazwyczaj osiągają najlepszą rozdzielczość przy średnich otworach przysłony (około jednego do dwóch stopni mniejszych od maksymalnego otworu przysłony). Przy tym ustawieniu natężenie źródła światła powinno być odpowiednio dobrane, aby zachować korzystny balans między stosunkiem sygnału do szumu a kontrolą aberracji optycznej.
III. Synergia między głębią ostrości a jednorodnością źródła światła
W przypadku korzystania z małej przysłony zaleca się połączenie jej ze źródłem światła o wysokiej jednorodności powierzchni (np. ze źródłem światła odbitego rozproszonego). Taka kombinacja pomaga zapobiegać lokalnemu prześwietleniu lub niedoświetleniu, zapewniając spójność obrazu w warunkach wymagających dużej głębi ostrości.
Przy użyciu dużej apertury można zastosować punktowe lub liniowe źródła światła, aby poprawić kontrast krawędzi. Należy jednak starannie wyregulować kąt ustawienia źródła światła, aby zminimalizować interferencję światła rozproszonego.
IV. Dopasowanie rozdzielczości do długości fali źródła światła
W przypadku zadań detekcji o wysokiej precyzji, kluczowe jest dobranie źródła światła, które jest zgodne z charakterystyką widmową soczewki. Na przykład, soczewki światła widzialnego powinny być sparowane z białymi diodami LED, a soczewki podczerwone – z laserowymi źródłami podczerwieni.
Ponadto wybrana długość fali źródła światła powinna unikać pasm absorpcyjnych powłoki soczewki, aby zapobiec utracie energii i aberracji chromatycznej.
V. Strategie ekspozycji dla dynamicznych scen
W scenariuszach wymagających szybkiej detekcji często konieczne jest połączenie dużej apertury z krótkim czasem ekspozycji. W takich przypadkach zaleca się zastosowanie impulsowego źródła światła o wysokiej częstotliwości (np. lampy stroboskopowej), aby skutecznie wyeliminować rozmycie spowodowane ruchem.
W przypadku zastosowań wymagających długiego czasu naświetlania należy używać stabilnego, ciągłego źródła światła, a także rozważyć zastosowanie takich środków, jak filtry polaryzacyjne, które tłumią zakłócenia spowodowane światłem otoczenia i poprawiają jakość obrazu.
Czas publikacji: 21-08-2025