Gebruik van scherptediepte in uw machine vision-toepassing
Scherptediepte is van cruciaal belang voor het verkrijgen van een scherp beeld van het object/item dat u inspecteert. Door de juiste scherptediepte te gebruiken, kunt u er zeker van zijn dat het object/item dat u inspecteert scherp is, terwijl de achtergrond en voorgrond onscherp zijn. Op deze manier werkt uw vision-software soepel om uw object/item te herkennen.
De scherptediepte is een cruciale factor die u in uw voordeel kunt gebruiken. Scherptediepte wordt verder in het artikel uitgelegd en hoe je deze op de juiste manier gebruikt. Als u al een vraag heeft, kunt u hieronder contact opnemen met onze experts.
Wat is scherptediepte?
De scherptediepte is het gebied tussen het dichtstbijzijnde en verste object/item van het beeld dat tijdens de acquisitie scherp in beeld is. In de onderstaande afbeelding is de werkafstand 250 mm. Op 190 mm afstand bevindt zich het dichtstbijzijnde object, op 250 mm afstand het verste object en op 210 mm afstand het object dat tussen beide objecten zit.
Als uw machine vision camera-opstelling een geringe scherptediepte heeft, bijvoorbeeld 30 mm, heeft u de mogelijkheid om de dichtstbijzijnde en de middelste kaarten scherp te hebben, maar de verste kaart zou niet scherp zijn. Wanneer u de scherptediepte regelt, kunt u alle drie de objecten scherp krijgen, of kunt u twee van de drie objecten onscherp maken.
Gebruik het diafragma om uw scherptediepte te regelen
Het diafragma van de iris kan bepalen hoe groot de scherptediepte zal zijn. Als de iris breder is, bijvoorbeeld F1.4 of F2.0, is de scherptediepte relatief klein. In sommige gevallen, zoals bij de F1.4, kan de scherptediepte enkele millimeters bedragen. Als de iris sluit, bijvoorbeeld F16, is de scherptediepte groter en zou een groter deel van het beeld scherper moeten zijn. Houd er rekening mee dat wanneer u het diafragma sluit, het beeld donkerder zal zijn. Een langere belichtingstijd, versterking of extra licht resulteert weer in een helderder beeld.
Om de effecten van het diafragma te illustreren, hebben we een test voor de scherptediepte opgezet. In dit voorbeeld stellen we scherp op objecten op verschillende afstanden van de camera.
Voorbeeld met F-nummer F1.4
Zoals eerder in dit artikel vermeld, zal een groter diafragma (laag F-getal) resulteren in een kleine/ondiepe scherptediepte. Er is een kleine scherptediepte nodig als u objecten of items op de voor- of achtergrond wilt hebben die u wilt vervagen.
Positieve punten van F1.4
- Zeer lichtgevoelig (korte belichtingstijd en weinig tot geen digitale versterking vereist)
- Object op de voorgrond of achtergrond vervagen (gemakkelijker om de afbeelding in software te verwerken)
Minpunten van F1.4
- Kleine scherptediepte (afbeelding is mogelijk niet scherp)
In onderstaande afbeelding is te zien dat de kaart op 250 mm de scherpste is van alle drie de kaarten, de kaart op 210 mm is niet perfect scherp (details van je afbeelding zijn mogelijk niet duidelijk bij verwerking in de software). De kaart op 190mm is zelfs de meest onscherpe kaart en onbruikbaar.
Afbeeldingen zijn gecomprimeerd voor internet.
Voorbeeld met F-nummer F8
Zoals in dit artikel vermeld, zorgt een kleiner diafragma (hoog F-getal) voor een grotere scherptediepte. Een grotere scherptediepte is nodig als uw object of item verschillende hoogtes heeft die getest moeten worden. Als u meerdere objecten dichter bij of verder weg van de camera heeft, heeft u bovendien een grotere scherptediepte nodig. Een grotere scherptediepte zorgt ervoor dat beide objecten scherp in beeld zijn.
Positieven F8
- Grote scherptediepte (groter gebied zal scherp zijn)
Negatieven F8
- Minder lichtgevoelig (langere belichtingstijd of meer digitale versterking vereist. Afhankelijk van de toepassing kan het toevoegen van extra lichtbronnen nodig zijn)
- Moeilijkheden bij het vervagen van objecten op de voorgrond van de achtergrond
In de onderstaande afbeelding hebben zowel de kaart op 250 mm als 210 mm een acceptabele scherpte. De kaart op 190 mm heeft nog steeds een wazig beeld, maar niet zo wazig als in het F1.4-voorbeeld. Het verloren licht is gecompenseerd met een langere belichtingstijd en digitale versterking. Bij een langere belichtingstijd kan dit resulteren in bewegingsonscherpte bij bewegende objecten. Een hoger volume aan digitale versterking zal resulteren in zichtbare korrel.
Afbeeldingen zijn gecomprimeerd voor internet.
Handige richtlijnen voor scherptediepte
- Probeer de werkafstand van de machine vision-camera en het object te vergroten als de scherptediepte te klein is, maar het diafragma sluiten geen optie is. Hierdoor zullen de pixels per millimeter afnemen. Ten slotte kunt u een lens met een hogere brandpuntsafstand proberen als de bovenstaande acties een probleem worden.
- Als u het diafragma verder sluit voor een grotere scherptediepte, krijgt u donkerdere beelden. Het vergroten van de belichtingstijd, het toevoegen van digitale versterking of simpelweg het toevoegen van een lichtbron kan het verlies compenseren.
- Als u het diafragma iets sluit, krijgt u een scherper beeld. Hoe hoger het F-getal, hoe groter de scherptediepte.
- Probeer indien mogelijk het diafragma onder F8 te houden. Door het diafragma verder te sluiten, verlies je ook beeldkwaliteit door het optisch oplossend vermogen van de lens (zie onderstaande afbeelding)
In de onderstaande figuur hebben we F16 als F-nummer gebruikt. De opening was bijna volledig gesloten. Alle kaarten zijn even scherp, maar de totale beeldkwaliteit is niet op niveau.
Afbeeldingen zijn gecomprimeerd voor internet.
Als u vragen heeft over dit artikel, neem dan contact met ons op ! Wij beantwoorden uw vragen binnen 24 uur.