Move! MFT lenses in machine vision
2017 年 4 月 27 日 – SVCam 产品
© SVS-Vistek 有限公司
机器视觉中的 MFT 镜头在机器视觉中，明显的趋势是提高分辨率，而图像质量也越来越重要。更高的细节丰富度可以提高检测的可靠性。虽然工业界使用的许多镜头都具有固定光圈和焦点，但消费领域已经出现了具有可控镜头的强大标准。是否适合工业用途？
微型三分之四的起源
不到 10 年前，奥林巴斯和松下推出了无反光镜相机的微型三分之四 (MFT) 标准。该标准定义了构建具有可更换镜头的（消费者）相机系统的基本条件。此后，该系统已被 Jos. Schneider、Carl Zeiss 和 Sigma 等著名光学生产商采用。
MFT 的目的
像圈固定在 21.63 毫米，镜头座和传感器之间的距离大幅缩短，以实现紧凑（无反光镜）相机系统。镜头由镜头本身的执行器控制（每个镜头都有自己的处理器），镜头卡口内部有 11 个触点。
机器视觉中的 MFT
机器视觉镜头系统的生产商面临着大画幅高分辨率传感器（例如具有 1.1 英寸和 12MP 的索尼 IMX304）。每个月都有新镜头上市。然而，12MP 或更高的分辨率很少见且昂贵。
MFT 和 MTF
传统上，分辨率是通过评估调制传递函数 (MTF) 来测量的。然而，对机器视觉镜头的精确检查通常会发现边缘的成像性能大幅恶化。鉴于分辨率越来越大（像素越来越小）和相机面积越来越大，这个因素的相关性越来越大。较大的 IMX304 的对角线为 17.52 毫米，仍然可以轻松地融入 MFT 规格的像圈内。主要光学器件生产商提供卓越且有据可查的 MFT 镜头，对于这些规格，其图像边缘具有出色的 MTF。采用低折射率玻璃的非球面镜片是这里的标准配置。
MFT 和 CMOS
CMOS 传感器越来越受欢迎，其中索尼 IMX 传感器尤其有望实现高品质。几乎所有 CMOS 传感器都使用微透镜来增强光灵敏度并改善区域覆盖范围。在这里，每个单独的像素都有自己的光学系统。理想情况下，成像光束的入射角应垂直于这些微透镜的传感器平面。在传统镜头的情况下，传感器对角线越大，光线到达传感器边缘的倾斜程度就越大。对于大型传感器，这会导致光线损失或阴影。现代MFT镜头大多在像侧采用远心设计，从而确保整个传感器的照明均匀。显然，也可以补偿相机中的径向阴影，但这意味着牺牲宽广且昂贵的动态范围。
机械可靠性
MFT 镜片也有缺点。在许多机器视觉应用中，镜头系统是永久固定的。毕竟，可变焦距是不确定性的来源。然而，AF 也经常被停用。消费者并不总是小心对待他们的设备。因此，在非代表性测试中，镜头被证明具有显着的弹性，即使经过一百万次对焦操作后仍然可以完美运行（参见 inVision 2/2014）。这归因于现代磁力轴承和严格的批量生产公差。焦距范围广泛，从 7 毫米到 300 毫米。
机器视觉的新可能性
机器视觉现在以其静态成像几何结构离开了工厂工程的领域。对可以通过受控镜头（聚焦、变焦、光圈）方便地实现的新设计的需求不断增长，因为物距不再像传送带上那样是静态的，而是必须针对每个新物体单独调整。机器视觉相机（例如带有 MFT 镜头接口的 EXO304 Tracer）因其提供的新可能性而符合要求。单独可调的镜头系统为协作机器人的“工业 4.0”和“批量大小 1”生产提供了主要优势。
经济！
高品质镜头系统从来都不便宜，而且在未来任何时候都不可能变得如此便宜。然而，大（消费者）规模的批量生产正在产生物超所值的高质量 MFT 镜头。就质量而言，它们至少与许多工业镜头系统相当，并且可以立即供货。
结论
机器视觉正在发生变化——无论是在相机和镜头技术方面，还是在对其提出的要求方面。相机传感器的最新发展与微型三分之四镜头提供的功能范围完美匹配。 GenICam 控制的聚焦、变焦和光圈为机器视觉提供了新的可能性。我们有责任利用它们。具有 MFT 的 SVS-Vistek EXO304 Tracer 等相机已经为系统集成商提供了新型、可靠、高质量且易于集成的仪器。
版权标题图片：© SVS-Vistek GmbH
