¿Cómo se selecciona la lente adecuada para un módulo de cámara?

Introducción

La lente suele ser la parte que más se pasa por alto del módulo de una cámara. La gente se centra en los megapíxeles y la sensibilidad del sensor, pero un gran sensor con una lente deficiente seguirá produciendo malas imágenes. Seleccionar la lente adecuada es fundamental ya sea que estés construyendo unacámara endoscópica integrada, unmódulo de cámara de inspección automotriz, o unmódulo de micro cámarapara un dispositivo médico. En Sincere, hemos fabricadocámara del módulo cmossoluciones desde hace más de 30 años, y la selección de lentes es una parte fundamental de nuestro proceso de diseño. Este artículo le guiará a través de los parámetros clave a considerar al elegir una lente para cualquiersensor del módulo de cámara.

Paso 1: Defina su aplicación

Antes de mirar las especificaciones de las lentes, responda estas preguntas:

Distancia de trabajo: ¿A qué distancia está la cámara del sujeto?

Campo de visión (FOV): ¿Qué tan amplia debe ser el área que debe ver la cámara?

Resolución necesaria: ¿Utilizará un sensor de alta resolución?

Iluminación: ¿Piso de taller brillante, interior de tubería oscuro o cavidad de la carrocería?

Restricciones de tamaño: Amódulo de micro cámaraPara un endoscopio de 2 mm es muy diferente a una cámara de seguridad.

Paso 2: comprender los parámetros clave de la lente

• Longitud focal– Determina el campo de visión. Distancia focal corta (p. ej., 2,8 mm)=visión amplia; distancia focal larga (p. ej., 8 mm)=visión estrecha. para unmódulo de cámara para endoscopioSi necesita ver una cavidad grande, lo mejor es una distancia focal corta.
• Campo de visión (FOV)– La extensión angular que captura la lente. para uncámara endoscópica integradaAl explorar espacios desconocidos, lo ideal es un campo de visión amplio (90 grados –120 grados). Para una medición precisa, es mejor un campo de visión más estrecho (50 grados –70 grados) con baja distorsión.
• Apertura (número f)– Controla la entrada de luz. Un número f más bajo (p. ej., f/2,0) deja entrar más luz, lo que es bueno para condiciones de poca luz, pero reduce la profundidad de campo. para unmódulo de cámara de inspección automotrizSi se utiliza en compartimentos del motor oscuros, elija una apertura mayor (f/2,0 o f/1,8).
• Profundidad de campo (DOF)– El rango de distancias que aparecen nítidas. Las cámaras endoscópicas suelen necesitar una gran DOF porque la distancia de trabajo varía. Las lentes de enfoque fijo con apertura pequeña (número f alto) y distancia focal corta proporcionan un gran DOF.
• Resolución óptica– La lente debe resolver suficientes detalles para su sensor. Acámara del módulo cmoscon un sensor de 5MP necesita una lente que pueda resolver 5MP. Combinar un sensor de alta resolución con una lente barata de baja resolución desperdicia el potencial del sensor.
• Distorsión– Dobla líneas rectas. Para la medición, elija lentes de baja distorsión. Para la endoscopia de visión amplia, es aceptable cierta distorsión del cilindro.
• Montura de lente/Factor de forma– Las lentes de la placa (enfoque fijo) son pequeñas y se pegan directamente al sensor (común enmódulo de micro cámaradiseños. Las lentes M12 son roscadas, intercambiables, más grandes pero flexibles.

Paso 3: haga coincidir la lente con el tamaño del sensor

Una lente diseñada para un sensor de 1/3" tiene un círculo de imagen más pequeño que una para un sensor de 1/1,8". El uso de una lente de 1/3" en un sensor más grande provoca esquinas oscuras. Siempre haga coincidir el círculo de imagen de la lente con susensor del módulo de cámaratamaño o mayor.

Paso 4: considere el medio ambiente

1. Temperatura:Para uso en exteriores o en automóviles, las lentes de vidrio con carcasas metálicas soportan los cambios de temperatura mejor que las de plástico.
2. Humedad/polvo:para unmódulo de cámara de inspección automotrizUtilizado en un garaje, una lente sellada evita el empañamiento.
3. Vibración:por unmódulo de micro cámaraEn un dron o endoscopio robótico, el montaje seguro de la lente (bloqueo de rosca o adhesivo) es esencial.

Paso 5: prueba con una muestra
Ninguna hoja de datos supera las pruebas en el mundo real. Solicite lentes de muestra (o módulos completos) y pruébelos bajo su iluminación y distancias de trabajo reales. Verifique la nitidez en el centro y los bordes, la distorsión y la consistencia del enfoque.

Ejemplos de selecciones de lentes por aplicación

Servicios de selección de lentes de Sincere

En Sincere, ayudamos a los clientes a seleccionar o diseñar lentes personalizados para suscámara del módulo cmosproyectos. Ofrecemos:

• Coincidencia de lentes:Emparejar la lente adecuada con susensor del módulo de cámarapara una nitidez óptima.
• Diseño de lentes personalizado:Para restricciones únicas de campo de visión, distancia de trabajo o tamaño (p. ej.,módulo de micro cámarapara endoscopio de 1,5 mm).
• Alineación activa (AA):Colocar con precisión la lente en relación con el sensor para un enfoque consistente y una distorsión mínima.
• Pruebas:Validación de la calidad de la imagen, la distorsión y el enfoque según la temperatura.

Resumen

Seleccionar la lente adecuada implica equilibrar la distancia focal (FOV), la apertura, la profundidad de campo, la resolución óptica, la distorsión y el tamaño físico. Comience por definir su aplicación: distancia de trabajo, área objetivo, iluminación y entorno. Luego, combínelos con una lente que se ajuste al tamaño y la montura de su sensor. Para usos especializados comocámara endoscópica integrada, unmódulo de cámara de inspección automotriz, o unmódulo de micro cámara, pruebe siempre con muestras reales antes de finalizar.

En Sincere, tenemos décadas de experiencia diseñandomódulo de cámara para endoscopioóptica y otroscámara del módulo cmossoluciones. Contáctenos para discutir sus requisitos de lentes.