Sự phối hợp giữa thấu kính công nghiệp và nguồn sáng đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển các hệ thống thị giác máy hiệu suất cao. Để đạt được hiệu suất hình ảnh tối ưu, cần phải căn chỉnh toàn diện các thông số quang học, điều kiện môi trường và mục tiêu phát hiện. Sau đây là một số cân nhắc chính để phối hợp hiệu quả:
I. Cân bằng khẩu độ và cường độ nguồn sáng
Khẩu độ (số F) ảnh hưởng đáng kể đến lượng ánh sáng đi vào hệ thống.
Khẩu độ nhỏ (chỉ số F cao, ví dụ: F/16) làm giảm lượng ánh sáng đi vào và cần bù sáng thông qua nguồn sáng cường độ cao. Ưu điểm chính của khẩu độ nhỏ là độ sâu trường ảnh được tăng lên, phù hợp cho các ứng dụng liên quan đến vật thể có độ cao thay đổi đáng kể.
Ngược lại, khẩu độ lớn (chỉ số F thấp, ví dụ: F/2.8) cho phép nhiều ánh sáng đi vào hơn, lý tưởng cho môi trường thiếu sáng hoặc các tình huống chuyển động tốc độ cao. Tuy nhiên, do độ sâu trường ảnh nông, cần đảm bảo mục tiêu nằm trong mặt phẳng tiêu cự.
II. Khẩu độ tối ưu và sự phối hợp nguồn sáng
Ống kính thường đạt độ phân giải tốt nhất ở khẩu độ trung bình (nhỏ hơn khẩu độ tối đa khoảng một đến hai stop). Ở cài đặt này, cường độ nguồn sáng cần được cân bằng phù hợp để duy trì sự cân bằng thuận lợi giữa tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu và khả năng kiểm soát quang sai.
III. Sự tương tác giữa độ sâu trường ảnh và tính đồng nhất của nguồn sáng
Khi sử dụng khẩu độ nhỏ, nên kết hợp với nguồn sáng bề mặt có độ đồng đều cao (ví dụ: nguồn sáng phản xạ khuếch tán). Sự kết hợp này giúp ngăn ngừa tình trạng phơi sáng quá mức hoặc thiếu sáng cục bộ, đảm bảo tính nhất quán của hình ảnh trong điều kiện đòi hỏi độ sâu trường ảnh lớn.
Khi sử dụng khẩu độ lớn, có thể sử dụng nguồn sáng điểm hoặc tuyến tính để tăng cường độ tương phản ở các cạnh. Tuy nhiên, cần điều chỉnh góc nguồn sáng cẩn thận để giảm thiểu nhiễu ánh sáng lạc.
IV. Độ phân giải phù hợp với bước sóng nguồn sáng
Đối với các nhiệm vụ phát hiện có độ chính xác cao, điều cần thiết là phải chọn nguồn sáng phù hợp với đặc tính phản ứng quang phổ của thấu kính. Ví dụ, thấu kính ánh sáng khả kiến nên được ghép nối với nguồn LED trắng, trong khi thấu kính hồng ngoại nên được sử dụng với nguồn laser hồng ngoại.
Ngoài ra, bước sóng nguồn sáng được chọn phải tránh các dải hấp thụ của lớp phủ thấu kính để ngăn ngừa mất năng lượng và quang sai màu.
V. Chiến lược phơi sáng cho cảnh động
Trong các tình huống phát hiện tốc độ cao, việc kết hợp khẩu độ lớn với thời gian phơi sáng ngắn thường là cần thiết. Trong những trường hợp như vậy, nên sử dụng nguồn sáng xung tần số cao (ví dụ: đèn nhấp nháy) để loại bỏ hiệu quả hiện tượng nhòe chuyển động.
Đối với các ứng dụng yêu cầu thời gian phơi sáng dài, nên sử dụng nguồn sáng liên tục ổn định và cân nhắc các biện pháp như bộ lọc phân cực để ngăn chặn nhiễu ánh sáng xung quanh và nâng cao chất lượng hình ảnh.
Thời gian đăng: 21-08-2025