Technical Knowledge

การเลือกเลนซ์ในระบบ Machine Vision

เลนซ์ในระบบ Machine Vision มีให้เลือกหลักๆอยู่ 3 แบบ

1. CCTV Lens เป็นเลนซ์ที่พัฒนาจากกล้องวงจรปิด ใกล้เคียงMacro Lens สามารถปรับโฟกัสโดยใช้ระบบ Manual ใช้ดูขนาดชิ้นงานที่ใหญ่ งานที่ไม่ต้องการความละเอียดมาก มีราคาที่ไม่แพง แต่จะมีระยะติดตั้งที่ใกล้ มีการ Distortion สูง

2. Macro Lens เป็นเลนซ์ที่ใช้ในการตรวจระยะใกล้ๆ มีการ Distortion
ที่น้อย ขนาดเล็ก เบา และทนต่อ Vibration ได้ดี แต่การโฟกัสทำได้น้อย ใช้ดูขนาดชิ้นงานขนาดเล็ก

3. Telecentric Lens ส่วนมากใช้ในการวัดขนาด เป็นเลนซ์ที่รูรับแสงน้อย ต้องใช้แสงขนาน เช่น แสงโคแอก เข้าไปในตัวเลนซ์ จึงให้ความแม่นยำในการวัดขนาดสูงมาก ซึ่งในการวัดขนาดชิ้นงานที่ใหญ่ จะต้องใช้ Telecentric ที่ใหญ่มาก ทำให้ราคาสูงไปด้วย

เปรียบเทียบเลนซ์ที่ใช้ Telecentric Lens และไม่ใช้ Telecentric Lens จะเกิด Distortion ของเลนซ์ การวัดขนาดจะคลาดเคลื่อน

ข้อมูลที่ต้องทราบในการเลือกเลนซ์
Space พื้นที่ในการติดตั้งกล้อง
Lens WD(Working distance)ระยะจากหน้าเลนซ์จนถึงผิวชิ้นงาน
Object ได้ FOV มา
DOF ระยะชัดลึก

ขั้นตอนการเลือกเบอร์เลนซ์ที่เหมาะสม

1. ต้องทราบ Sensor size ของกล้องที่นำมาใช้ ซึ่ง Sensor size กับ Sensor resolution ไม่เหมือนกัน แต่มีความสัมพันธ์กัน Sensor resolution คือความละเอียดตัวกล้อง จะบอกเป็นพิกเซล เช่น 3 แสนพิกเซล แต่ Sensor size จะบอกเป็นนิ้วตามเส้นทะแยงมุมของสี่เหลี่ยมที่อยู่ในกล้อง โดยเริ่มต้นตั้งแต่ ⅓ นิ้ว

2. ต้องรู้ FOV ขนาดเท่าไหร่

3. Working Distance(WD) ระยะติดตั้ง จากหน้าเลนซ์ถึงชิ้นงานเท่าไหร่ ได้คำนวณ Focal Length(ตัวโฟกัสของเลนซ์)

4. Application ที่เอาไปใช้ ใช้อะไร เช่น ใช้ในการวัดขนาด มีไม่มี ตัวใกล้ตัวไกล

Focal Length ระยะโฟกัสของเลนซ์
เบอร์ตัวเลขน้อยๆ จะเป็นเลนซ์ Y มุมมองกว้าง
เบอร์ตัวเลขสูงๆ จะเป็นเลนซ์ซูม มุมมองแคบ

การคำนวณ Focal Length
มาจากสัดส่วนของภาพที่หน้าเลนซ์กับระยะติดตั้งหน้าเลนซ์ จะเท่ากับสัดส่วนภาพหลังเลนซ์และระยะโฟกัสของเลนซ์

Focal Length(mm) = (WDx Sensor size)/FOV

FOV มุมมองของภาพ ใกล้เคียงขนาดวัตถุ ต้องเผื่อด้วย

Telecentric Lens จะมีระยะ WD(Working distance) ที่ฟิคมาก สิ่งต้องคำนวณหลักๆคือกำลังขยาย (Optical Meginification)

Optical Magnification = (Sensor size(H) or (V))/FOV

จากนั้นนำ Optical Magnification ไปเลือก Telecentric Lens ที่เหมาะสม

เวลาจะเลือกใช้เลนซ์ใน Machine Vision

1. ต้องรู้ก่อนว่านำเลนซ์ไปใช้ทำอะไร เช่น นำไปใช้วัดขนาด ควรเริ่มต้นด้วยการใช้ Telecentric Lens หรือ Macro Lens ถ้านำไปใช้ในชิ้นงานทั่วไป CCTV Lens หรือ Fix Focal Length Lens

2. เลือกตัวเลนซ์ อาจดูใน Website VS Technology มี 5 ขั้นตอน

  • Telecentric Lens หรือ ไม่เป็นTelecentric Lens
  • เลือกขนาด Sensor
  • FOV หรือ กำลังขยาย(Telecentric Lens)
  • Working Distance(WD)
  • กด Search