Определение размера наименьшей разрешаемой детализации для данной камеры

Question

Мой общий вопрос:

Данные спецификации камеры, например:

• разрешение датчика,
• сенсорная область изображения,
• размер пикселя (площадь),
• оптический размер,
• фокусное расстояние (соотношение),
• фов (горизонтальный и / или вертикальный)

и расстояние до объекта для просмотра, как я могу определить мельчайшие детали, которые можно разрешить с помощью этой камеры?

Контекст:

Я пытаюсь построить детектор для обнаружения дефектов в моих продуктах (пластиковые шарики размером около 3 мм). Эти дефекты имеют диапазон размеров, в среднем они составляют около 100 микрон, но мы хотели бы иметь возможность обнаруживать 50 микрон и более. Эти пластиковые шарики будут падать через трубу, и я заставлю камеру захватывать изображение, когда оно проходит, и использую этап обработки (в основном на основе цветовых различий), чтобы найти любые дефекты на валике. Я хочу, чтобы дефекты размером 50 микрон и выше были достаточно хорошо устранены, то есть дефекты размером 50 микрон имеют несколько десятков или сотен пикселей.

Answer 1

Если вы хотите от десятков до сотен пикселей на площадь 50 микрон, вам нужен микроскоп. Исходя из размера вашего объекта, с этим разрешением вы хотите по крайней мере 10px / 50um * 3000um / 50um шириной 600px вашего шарика и шириной 6000px шарика.

Обычные размеры датчиков: 24x36 мм, 16x24 мм и меньше для промышленных камер.

Вам потребуется примерно 3-5-кратное увеличение для датчиков большего размера (36 мм и 24 мм) и меньше для датчиков меньшего размера (ближе к 1x).

Магазин объективов для микроскопов с таким полем зрения. Все они в основном будут ограничены дифракцией, при довольно больших значениях диафрагмы (f / 2 и быстрее). Вы можете использовать 2.44 * длина волны * fno, чтобы получить размер пятна. Для vis это примерно 2,44 * .55 * 2 = 2,684 мкм.

Датчик шириной 16 мм с пикселями 2,64 микрона имеет ширину 5500 пикселей.

Таким образом, вы не нарушили никаких пределов разрешения, но работаете близко к ним для своей цели 100px / 50um.

Я не ожидаю, что вы найдете систему, которая может получать изображения с камеры с такой скоростью и обрабатывать их в реальном времени. Ваша лучшая возможная скорость, вероятно, составляет 1-3 кадра в секунду.

Рабочее расстояние микроскопов обычно / всегда короткое. Если это не подходит для ваших нужд, вам нужна специальная система (будьте готовы потратить свыше 100 000 долл. США / система), которая была бы близка к пределам возможных размеров: размеров и разрешения элементов.