Lens Calculator
Lens Calculator independiente del fabricante para cámaras de visión artificial
El Lens Calculator de STEMMER IMAGING convierte los requisitos de la aplicación en una recomendación concreta de objetivos adecuados. Usted define el sensor que desea utilizar, el campo de visión y la distancia de trabajo requeridos, y la herramienta devuelve una lista reducida de modelos de objetivos adecuados junto con la especificación óptica completa del sistema cámara-objetivo resultante.
Puntos clave
- Elección entre más de 190 modelos de objetivos entocéntricos de siete fabricantes de renombre: Computar, Fujinon, Kowa, Optowl (antes Ricoh o Pentax), Schneider-Kreuznach, Tamron y VICO imaging, con nuevos modelos incorporados de forma continua
- La distancia de trabajo libre (FWD) se calcula desde el frente del objetivo, junto con la distancia desde el plano principal del lado del objeto [OH] y la distancia total objeto-imagen [OO']
- Los resultados se basan en óptica geométrica aplicada a los datos ópticos específicos de cada objetivo, incluido el comportamiento de los grupos ópticos flotantes cuando corresponde
- Especificaciones completas del sistema: profundidad de campo, diámetro del disco de Airy, aumento, ángulo de campo, número f máximo recomendado y la función de transferencia de modulación (MTF) que debe alcanzar el objetivo
- Calcula los anillos de extensión o espaciadores necesarios cuando la distancia de trabajo requerida es menor que la distancia mínima de enfoque (MOD) del objetivo
- Disponible para clientes registrados a través del portal de clientes de STEMMER IMAGINGl
Qué calcula realmente un Lens Calculator
Un calculador de objetivos resuelve la relación entre cuatro magnitudes que no pueden elegirse de forma independiente: tamaño del sensor, campo de visión, distancia de trabajo y distancia focal. Al fijar tres de ellas, la cuarta queda determinada. Una herramienta que modela esto correctamente también tiene en cuenta las propiedades ópticas del objetivo concreto, ya que dos modelos con la misma distancia focal nominal pueden comportarse de forma distinta en un montaje real.
El Lens Calculator de STEMMER IMAGING parte de los requisitos de la aplicación. Usted introduce lo que la inspección debe lograr, y el calculador identifica los modelos de objetivo que lo consiguen, indicando después el comportamiento real del sistema resultante.
La distancia focal por sí sola no define un montaje
Una solicitud del tipo «necesitamos un objetivo de 12 mm» deja preguntas importantes sin responder.
- ¿Con qué sensor se usa el objetivo, y su círculo de imagen cubre la diagonal del sensor?
- ¿Se mide la distancia de trabajo desde el frente del objetivo o desde el plano del sensor?
- ¿Existe suficiente profundidad de campo para una pieza cuya altura varía?
- ¿Ofrece el objetivo resolución suficiente para el tamaño de píxel del sensor de la cámara?
Estas características no son propiedades del objetivo por sí solo, sino del sistema cámara-objetivo completo y de su aplicación. El tamaño del sensor y el tamaño de píxel determinan si el objetivo ofrece cobertura de imagen y resolución suficientes; un objetivo diseñado para un sensor más pequeño, por ejemplo, puede generar viñeteado en uno más grande. La profundidad de campo también depende del montaje, incluyendo el aumento, la apertura y el círculo de confusión aceptado.
La distancia de trabajo genera especial confusión. Para algunos usuarios, se refiere a la distancia de trabajo libre desde el frente mecánico del objetivo hasta el objeto. En otras aplicaciones, sin embargo, la distancia relevante es la que va del plano del sensor al objeto. Muchas otras herramientas ópticas no calculan ninguna de las dos, sino una distancia desde el plano principal del lado del objeto. Estos valores pueden diferir de forma considerable, y usar el incorrecto puede requerir un rediseño mecánico tras la entrega de un objetivo inadecuado.
El Lens Calculator hace explícitos todos estos criterios en una sola vista.
Diagrama de un sistema cámara-objetivo que muestra el campo de visión y la profundidad de campo en el objeto, el objetivo con su distancia focal, apertura y planos principales, y el plano del sensor de la cámara, con la distancia de trabajo libre, la distancia de trabajo del lado del objeto y la distancia total objeto-imagen indicadas como medidas independientes.
Cómo funciona
La configuración se realiza en tres pasos.
- Elija un sensor de imagen de la lista o introduzca un número de píxeles y un tamaño de píxel personalizados; la herramienta calcula las dimensiones horizontal y vertical del sensor y el círculo de imagen (es decir, la diagonal del sensor).
- Defina el campo de visión que necesita en el eje horizontal; el calculador devuelve el campo de visión vertical y diagonal junto con la resolución lateral en µm por píxel.
- Introduzca la distancia de trabajo deseada para obtener una distancia focal recomendada, luego establezca una tolerancia alrededor de esa distancia focal para que la lista de objetivos se filtre a los modelos adecuados..
Al seleccionar un modelo se obtiene la especificación completa del sistema configurado:
- Distancia de trabajo libre (FWD), medida desde el frente del objetivo
- Distancia desde el plano principal del lado del objeto [OH] y distancia total objeto-imagen [OO']
- Profundidad de campo para un círculo de confusión que usted mismo puede definir
Aumento, ángulo de campo y diámetro del disco de Airy - Número f máximo recomendado antes de que la difracción limite el contraste
La MTF que el objetivo debe alcanzar en todo el sensor - Los anillos de extensión o espaciadores necesarios, cuando corresponda (es decir, FWD < MOD)
Funciones clave
Base de datos de objetivos independiente del fabricante
La base de datos incluye más de 190 modelos de objetivos de siete fabricantes de renombre del portafolio óptico de STEMMER IMAGING, y crece a medida que se añaden y validan nuevos modelos. Al no estar vinculada a un único proveedor, la selección para una aplicación determinada puede abarcar varias marcas, y la comparación se realiza según el mérito óptico.
Datos ópticos procedentes de los fabricantes
Las especificaciones de los objetivos son proporcionadas por los fabricantes y mantenidas por nuestros especialistas en óptica, en lugar de estimarse a partir de valores de catálogo aproximados. Esto permite que el calculador indique la distancia de trabajo libre desde el frente del objetivo, en lugar de desde un plano de referencia interno, y que tenga en cuenta los modelos cuyo espaciado interno de elementos varía con el enfoque (diseño flotante).
Especificación completa del sistema
El resultado describe el sistema cámara-objetivo dentro de la aplicación, no el objetivo de forma aislada. Profundidad de campo, aumento, ángulo de campo y MTF requerida responden todos al sensor y a la apertura configurados, que es justo lo que un ingeniero necesita para comprobar si una estación funcionará antes de realizar cualquier pedido.
Círculo de confusión ajustable
La profundidad de campo depende de cuánto desenfoque tolera la aplicación, por lo que el círculo de confusión puede ajustarse en lugar de estar fijo. Los sensores en color con filtro Bayer necesitan un valor mayor que los sensores monocromos debido a la interpolación, y la herramienta sugiere una cifra de referencia para cada caso.
Cálculo de anillos de extensión
Cuando la distancia de trabajo libre (FWD) requerida es menor que la distancia mínima de enfoque (MOD) del objetivo, el calculador determina la longitud mínima de anillo de extensión necesaria entre el objetivo y la brida de la cámara. La distancia de trabajo libre se ajusta automáticamente, lo que evita problemas de montaje que solo aparecen una vez que las piezas están en el banco.
Avisos ante configuraciones subóptimas
Si un ajuste lleva al sistema a un rango en el que la calidad de imagen se degrada, por ejemplo una apertura cerrada hasta el punto en que domina la difracción, la herramienta lo señala en lugar de devolver un valor sin contexto.
Glosario óptico integrado
Cada valor calculado enlaza con una entrada de glosario que explica su significado y cómo se obtiene, lo que hace que la herramienta sea utilizable por ingenieros que trabajan con óptica de forma ocasional y no a diario.
Alcance
El Lens Calculator cubre objetivos entocéntricos con una distancia focal de montura estandarizada de 17,526 mm, lo que incluye las ópticas de montura C y TFL habituales en la visión artificial industrial. Los objetivos telecéntricos, las ópticas SWIR, los objetivos de prisma y 3CMOS, las ópticas de microscopio y los objetivos zoom quedan actualmente fuera de su alcance.
No todos los objetivos del portafolio de STEMMER IMAGING están todavía en la base de datos; se añaden nuevos modelos a medida que se valida su información óptica.
Los resultados presentan las tolerancias inherentes a cualquier cálculo óptico. Las variaciones de fabricación modifican la distancia focal efectiva entre objetivos individuales, y la óptica geométrica es una aproximación que pierde precisión con distancias focales cortas. El sistema montado puede, por tanto, diferir ligeramente de las cifras calculadas.
El objetivo debe producir un círculo de imagen al menos tan grande como la diagonal del sensor para iluminar todo el sensor. Si el círculo de imagen es más pequeño, las esquinas del sensor pueden quedar oscurecidas o no cubiertas en absoluto. Por este motivo, el círculo de imagen se utiliza como primer criterio de filtrado al seleccionar objetivos adecuados.
Dónde se utiliza
Definición de una nueva estación de inspección
El sensor, el campo de visión y el espacio de montaje disponible suelen conocerse antes de elegir la óptica. El calculador traduce esas restricciones en una lista reducida de objetivos y confirma si la profundidad de campo estimada cubre la tolerancia requerida de la pieza, antes de comprometer ningún equipo.
Verificación de una cámara existente frente a un nuevo requisito
Cuando una línea debe procesar una pieza más grande o cumplir un requisito de resolución más estricto, la pregunta es si la cámara instalada puede seguir cumpliéndolo. Configurar el sensor actual con el nuevo campo de visión responde a esto en pocos minutos, incluyendo qué nuevo modelo de objetivo elegir y si se necesitarían anillos de extensión.
Responder rápidamente a una pregunta técnica
Configurar el montaje le proporciona una distancia de trabajo verificada y una lista reducida de objetivos para determinar si un sensor, un campo de visión y una distancia de trabajo concretos son viables.
Planificación de la resolución para fabricantes OEM de máquinas
La resolución lateral en µm por píxel define la resolución de muestreo, mientras que la MTF del objetivo determina cuánto contraste de imagen se conserva a la frecuencia espacial requerida. La apertura también influye en la resolución óptica y en la profundidad de campo. Juntos, estos parámetros ayudan a evaluar si un diseño puede alcanzar la calidad de imagen requerida.
STEMMER IMAGING
Apoyo en la selección de su óptica
El Lens Calculator reduce las opciones. Nuestros especialistas en óptica y el Technical Competence Centre le acompañan desde esa lista reducida hasta un sistema probado y listo para la aplicación.
Operational Services
Montaje cámara-objetivo, enfoque a la distancia de trabajo configurada, limpieza del sensor y calibración intrínseca, entregados listos para montar con su documentación.
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Engineering Services
Pruebas de viabilidad con piezas de muestra, conceptos de iluminación para el contraste de imagen y la exposición requeridos, teniendo en cuenta la apertura necesaria para alcanzar la profundidad de campo objetivo, y asesoramiento individual sobre el diseño de sistemas ópticos.
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Special Solutions & Applications
Subsistemas ópticos a medida para requisitos que el portafolio estándar no cubre, desarrollados junto a usted desde la cualificación hasta una solución lista para producción en serie.
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Preguntas frecuentes
¿Qué es el Lens Calculator de STEMMER IMAGING?
Es una herramienta web que determina qué objetivos de visión artificial se ajustan a una combinación determinada de sensor, campo de visión y distancia de trabajo. Devuelve una lista filtrada de modelos de objetivos adecuados y la especificación óptica completa del sistema cámara-objetivo resultante, incluyendo la distancia de trabajo libre, la profundidad de campo y la MTF (función de transferencia de modulación) requerida.
¿Qué fabricantes de objetivos están cubiertos?
La base de datos es independiente del fabricante e incluye actualmente más de 190 modelos entocéntricos de siete fabricantes de renombre de nuestro portafolio óptico, entre ellos Computar, Fujinon, Kowa, Optowl (antes Ricoh o Pentax), Schneider-Kreuznach, Tamron y VICO imaging.
¿Necesito una cuenta para utilizarlo?
Sí. El Lens Calculator está disponible para clientes registrados a través del portal de clientes de STEMMER IMAGING.
¿Qué tipos de objetivos y monturas son compatibles?
El calculador admite actualmente objetivos entocéntricos diseñados para una distancia focal de montura de 17,526 mm, incluyendo monturas C, TFL y algunas monturas M42. Los objetivos telecéntricos, SWIR, de prisma, de microscopio y zoom no están incluidos por el momento. Las monturas admitidas y el rango de círculo de imagen se muestran directamente en la herramienta. Está prevista la compatibilidad con objetivos telecéntricos.
¿Qué precisión tienen los resultados?
Los cálculos siguen los principios establecidos de la óptica geométrica aplicados a las especificaciones medidas de cada modelo de objetivo, razón por la cual la distancia de trabajo libre se indica desde el frente del objetivo y no desde un plano de referencia interno. Un sistema montado en el banco variará ligeramente respecto a los valores calculados, principalmente debido a las tolerancias de fabricación de los objetivos y a los límites del modelo óptico, en particular en montajes gran angular o fuertemente no paraxiales.
¿Calcula la profundidad de campo y los anillos de extensión?
Ambos. La profundidad de campo se calcula para un círculo de confusión que usted define. Cuando la distancia de trabajo requerida es menor que la distancia mínima de enfoque del objetivo, la herramienta calcula la extensión necesaria y distingue entre anillos roscados y espaciadores finos.
¿Puedo utilizar un objetivo que no esté en la base de datos de STEMMER IMAGING?
No, actualmente no. Es posible que añadamos esta función en una versión posterior de la herramienta.
¿Qué ocurre si mi aplicación necesita ópticas de barrido lineal (line scan) o telecéntricas?
Estas quedan actualmente fuera del alcance de la versión actual del Lens Calculator. Ampliamos sus capacidades de forma continua, y nuestros especialistas en óptica pueden estudiar estos requisitos directamente con usted. Basta con llamar o completar el formulario de soporte/contacto.