Koordinácia medzi priemyselnými šošovkami a svetelnými zdrojmi zohráva kľúčovú úlohu vo vývoji vysokovýkonných systémov strojového videnia. Dosiahnutie optimálneho zobrazovacieho výkonu si vyžaduje komplexné zosúladenie optických parametrov, podmienok prostredia a detekčných cieľov. Nasleduje niekoľko kľúčových aspektov pre efektívnu koordináciu:
I. Vyváženie clony a intenzity svetelného zdroja
Clona (f-číslo) významne ovplyvňuje množstvo svetla vstupujúceho do systému.
Malá clona (vysoké clonové číslo, napr. F/16) znižuje príjem svetla a vyžaduje kompenzáciu pomocou vysokointenzívneho svetelného zdroja. Jej hlavnou výhodou je zväčšená hĺbka ostrosti, vďaka čomu je vhodná pre aplikácie zahŕňajúce objekty s výraznými výškovými zmenami.
Naopak, veľká clona (nízke clonové číslo, napr. F/2,8) prepúšťa viac svetla, vďaka čomu je ideálna pre prostredia so slabým osvetlením alebo pre scenáre s rýchlym pohybom. Vzhľadom na malú hĺbku ostrosti je však nevyhnutné zabezpečiť, aby cieľ zostal v ohniskovej rovine.
II. Optimálna koordinácia clony a svetelného zdroja
Objektívy zvyčajne dosahujú najlepšie rozlíšenie pri stredných clonách (približne o jeden až dva EV menšie ako maximálna clona). Pri tomto nastavení by mala byť intenzita svetelného zdroja vhodne prispôsobená, aby sa zachovala priaznivá rovnováha medzi pomerom signálu k šumu a kontrolou optickej aberácie.
III. Synergia medzi hĺbkou ostrosti a rovnomernosťou svetelného zdroja
Pri použití malej clony sa odporúča spárovať ju s vysoko rovnomerným povrchovým zdrojom svetla (napr. zdrojom difúzneho odrazu svetla). Táto kombinácia pomáha predchádzať lokalizovanému preexponovaniu alebo podexponovaniu, čím sa zabezpečí konzistencia obrazu v podmienkach vyžadujúcich veľkú hĺbku ostrosti.
Pri použití veľkej clony je možné na zvýšenie kontrastu okrajov použiť bodové alebo lineárne svetelné zdroje. Na minimalizáciu rušenia rozptýleným svetlom je však potrebné starostlivé nastavenie uhla svetelného zdroja.
IV. Prispôsobenie rozlíšenia vlnovej dĺžke svetelného zdroja
Pre úlohy s vysokou presnosťou detekcie je nevyhnutné vybrať svetelný zdroj, ktorý zodpovedá spektrálnym charakteristikám odozvy šošovky. Napríklad šošovky s viditeľným svetlom by sa mali používať s bielymi LED zdrojmi, zatiaľ čo infračervené šošovky by sa mali používať s infračervenými laserovými zdrojmi.
Okrem toho by sa zvolená vlnová dĺžka svetelného zdroja mala vyhýbať absorpčným pásom povrchovej úpravy šošovky, aby sa zabránilo strate energie a chromatickej aberácii.
V. Stratégie expozície pre dynamické scény
V scenároch vysokorýchlostnej detekcie je často nevyhnutná kombinácia veľkej clony s krátkymi expozičnými časmi. V takýchto prípadoch sa odporúča vysokofrekvenčný pulzný svetelný zdroj (napr. stroboskop), aby sa účinne eliminovalo rozmazanie pohybu.
Pre aplikácie vyžadujúce dlhé expozičné časy by sa mal použiť stabilný zdroj nepretržitého svetla a mali by sa zvážiť opatrenia, ako sú polarizačné filtre, na potlačenie rušenia okolitého svetla a zlepšenie kvality obrazu.
Čas uverejnenia: 21. augusta 2025