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液态镜头技术如何改变读码

Liquid Lens Autofocus Technology Banner

最新一代液态镜头使自动聚焦变得很简单,现在已经是广泛的机器视觉问题的最佳解决方案。它们是读码、包裹分拣、质量检测、自动化等用途的理想选择。

选择合适镜头的权衡

设置任何读码应用时,关键都是为该应用选择最好的镜头。因为要考虑照明条件、距离、成像物体的大小、以及各种其他因素,适合某种应用的镜头可能会严重降低另一种应用的性能。

镜头采集目标物体或目标区域的光线,然后将其聚焦到相机传感器上。相机传感器上的物体光点最小时(理想情况下是一个点),表示该物体已聚焦。

不同的镜头有不同的优点,并会因其形状和折射率而使光线弯曲不同的量。这会影响焦距、物体聚焦时镜头与图像传感器之间的距离。选择镜头时要权衡工作距离、视野、以及相机传感器的大小和分辨率。

任务变更时,镜头也需要变更

如果应用中需要的视野和工作距离都是恒定的,那么固定焦距的相机就是最好的。但在大部分应用中,这些因素中的一个或两个都可能发生变化,有时候是连续变化,有时候是非连续变化。发生这种情况时,聚焦也需要变化,否则图像质量会受到严重影响。

在机器视觉领域,改变聚焦一直是难以解决的问题。过去曾经用过移动镜头改变集距的解决方案,这会同时改变视野和焦点。另一种解决方案是切换不同焦距的镜头。

近年来,使用曲率可变液态镜头的自动聚焦技术增强了单个相机的功能,避免了复杂的机械结构,改变了众多的行业和其他应用。

什么是自动聚焦技术,它为什么有用?

相机可以使用很多方法来寻找合适的焦点。被动方法是使用各种算法分析目标图像,这包括相位探测和对比度探测。主动方法是使用外置传感器通过激光或超声直接测量目标距离。所选方法取决于具体情况。

发现物体在焦距外、或者距离发生变化的信号时,相机镜头会改变焦距,直到物体重新聚焦。

除了个人相机和手机,自动聚焦技术还被广泛用于机器视觉。但是人们长期以来一直在寻找一种更简单、更灵活的聚焦改变方式,现在我们有了:液态镜头,此类镜头能改变形状,从而改变曲光能力。

液态镜头是如何工作的?

液态镜头是光学级油构成的独立单元,受到电流作用时,它会通过电润湿作用形成精密的镜头形状,以可预测的方式改变曲率。此改变焦距和工作距离的曲率变化是毫秒级的,返回原始无电流的形状时同样如此快速。

液态镜头解释图

与传统光学镜头一样,液态镜头是一个光学件,而且与光学镜头一样,通常是多个元件构成的组件的一部分,而不是单独使用。一个镜头会生成各种缺陷(称为像差)的图像,例如,镜头上不同位置有不同焦距、彩色条纹和各种畸变。光学设计师会根据具体应用,使用一个或多个额外的镜头来抵销这些光学问题。根据应用的需求,液态镜头会放在镜头架上的不同位置。

液态镜头有什么优势?

自动聚焦是图像读码器的关键,使其能够立即适合不同距离、不同类型的物体、以及改变视野的要求。在速度和易用性方面,液态镜头要远优于任何其他方法。

与同等规格的机械镜头相比,液态镜头还很小且轻得多。它不需要聚焦机械元件,也不需要移动镜头即可改变聚焦,所以可以减少相机的体积和重量。液态镜头相机可用于因空间受限而无法安装传统相机的生产线和包裹处理应用中。

在工业环境中,冲击和震动会严重影响图像质量,经常需要重新定位或重新标定。液态镜头没有活动机械零件。除了不易磨损外,它们也更耐受冲击和震动。如果某种活动使镜头失去聚焦,它能迅速做出响应。

与传统镜头组件相比,它的使用寿命要长得多。使用电机和机械导轨的机械聚焦系统在约 100,000 个循环后就会磨损损坏,而没有活动零件的液态镜头最高可使用 5000 万次循环。

液态镜头完全静音。这在工业环境可能没有什么意义,但在临床环境使用时却具有优势。

液态镜头的具体用途

液态自动聚焦镜头可解决现代高速生产线上的很多问题。读取不同大小物体上朝向各异的二维码时,可根据包裹情况迅速改变聚焦。

液态镜头可变扫描

对印刷电路板 (PCB) 进行视觉检测时,PCB 的小形变会影响最佳焦点,从而给检测带来困难。液态镜头可根据需要随时重新聚焦,保证检测正确的 PCB 部分。液态镜头被广泛用于各种应用,包括腹腔镜相机、无人机和激光器。

液态镜头是一种革命性的技术

使用自动聚焦的液态镜头扩展了读码器的应用范围,减少了需要使用的相机数量,并延长了相机的使用寿命。要了解与康耐视技术相关的更多信息,请下载读码器产品指南

 

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