Il coordinamento tra lenti industriali e sorgenti luminose gioca un ruolo fondamentale nello sviluppo di sistemi di visione artificiale ad alte prestazioni. Il raggiungimento di prestazioni di imaging ottimali richiede l'allineamento completo di parametri ottici, condizioni ambientali e target di rilevamento. Di seguito sono illustrate alcune considerazioni chiave per un coordinamento efficace:
I. Bilanciamento dell'apertura e dell'intensità della sorgente luminosa
L'apertura (numero F) influisce notevolmente sulla quantità di luce che entra nel sistema.
Un'apertura ridotta (numero F elevato, ad esempio F/16) riduce l'assorbimento di luce e richiede una compensazione tramite una sorgente luminosa ad alta intensità. Il suo vantaggio principale è una maggiore profondità di campo, che lo rende adatto ad applicazioni che coinvolgono oggetti con variazioni di altezza significative.
Al contrario, un'apertura ampia (numero F basso, ad esempio F/2.8) consente l'ingresso di una maggiore quantità di luce, rendendola ideale per ambienti scarsamente illuminati o scenari di movimento ad alta velocità. Tuttavia, a causa della ridotta profondità di campo, è essenziale assicurarsi che il soggetto rimanga all'interno del piano focale.
II. Coordinamento ottimale dell'apertura e della sorgente luminosa
In genere, gli obiettivi raggiungono la massima risoluzione a diaframmi medi (circa uno o due stop più piccoli dell'apertura massima). Con questa impostazione, l'intensità della sorgente luminosa deve essere opportunamente bilanciata per mantenere un equilibrio favorevole tra rapporto segnale/rumore e controllo dell'aberrazione ottica.
III. Sinergia tra profondità di campo e uniformità della sorgente luminosa
Quando si utilizza un'apertura ridotta, si consiglia di abbinarla a una sorgente luminosa superficiale altamente uniforme (ad esempio, una sorgente luminosa a riflessione diffusa). Questa combinazione aiuta a prevenire sovraesposizioni o sottoesposizioni localizzate, garantendo la coerenza dell'immagine in condizioni che richiedono un'ampia profondità di campo.
Quando si utilizza un'ampia apertura, è possibile utilizzare sorgenti luminose puntiformi o lineari per migliorare il contrasto dei bordi. Tuttavia, è necessaria un'attenta regolazione dell'angolazione della sorgente luminosa per ridurre al minimo l'interferenza della luce parassita.
IV. Corrispondenza della risoluzione con la lunghezza d'onda della sorgente luminosa
Per attività di rilevamento ad alta precisione, è essenziale selezionare una sorgente luminosa che si adatti alle caratteristiche di risposta spettrale della lente. Ad esempio, le lenti per luce visibile dovrebbero essere abbinate a sorgenti LED bianche, mentre le lenti a infrarossi dovrebbero essere utilizzate con sorgenti laser a infrarossi.
Inoltre, la lunghezza d'onda della sorgente luminosa selezionata dovrebbe evitare le bande di assorbimento del rivestimento della lente per prevenire la perdita di energia e l'aberrazione cromatica.
V. Strategie di esposizione per scene dinamiche
In scenari di rilevamento ad alta velocità, è spesso necessario combinare un'ampia apertura con tempi di esposizione brevi. In questi casi, si consiglia una sorgente luminosa pulsata ad alta frequenza (ad esempio, una luce stroboscopica) per eliminare efficacemente la sfocatura da movimento.
Per le applicazioni che richiedono tempi di esposizione lunghi, è opportuno utilizzare una sorgente luminosa continua e stabile e prendere in considerazione misure quali filtri polarizzatori per sopprimere le interferenze della luce ambientale e migliorare la qualità dell'immagine.
Data di pubblicazione: 21-08-2025