Что такое юстировка объектива камеры
Юстировка объектива камеры — это специальная настройка, благодаря которой снимки, сделанные фотоаппаратом, получаются резкими и качественными. Если рассматривать современную цифровую фототехнику, то это процесс настройки как объектива, так и самого фотоаппарата. Производится оценка состояния объектива и вносятся изменения параметров, благодаря которым нарушения в работе должны быть устранены. Если Вы пользуетесь фотоаппаратом иногда и чаще он лежит без дела, то юстировка скорее всего не потребуется. Чаще всего к ней прибегают профессиональные фотографы, которые активно используют свою аппаратуру.
Содержание
Почему возникает необходимость в юстировки объектива
По мере использования фототехники, практически все объективы со временем теряют свою резкость и качество снимков падает. Кроме этого, привести к возникновению необходимости в юстировке камеры могут следующие причины:
- Механические удары и повреждение;
- Механический износ объектива из-за чего появляются зазоры и люфты в системе крепления;
- Заводской брак объектива или камеры, из-за чего снимки отличаются от той картины, что можно увидеть в видоискателе.
Очень часто проблемами с фокусировкой страдают недорогие объективы, в частности Tamron.
Очень часто проблемами с фокусировкой страдают недорогие объективы, в частности Tamron.Есть несколько признаков по которым можно определить нужна ли юстировка объектива Вашей камеры.
— снимок не в фокусе вне зависимости от режима съёмки;
— несимметричная и неравномерная фокусировка кадра — одна часть в фокусе, а другая — нет;
— при явном указанной точке фокусировки, камера фокусируется на другой точке, находящейся ближе или дальше объекта;
— нарушена механика фокусировки;
— замыленность в зоне фокуса.
В чем заключается процесс юстировка объектива
Для юстировки современного объектива используется специальный прибор, который подключается к объективу и вносит изменения в специальные переменные настройки.
Примечание: иногда приходится выполнять юстировку не объектива, а самого фотоаппарата.
Это обычно делается в тех случаях, когда в видоискатель Вы видите одно, а на снимке получается совсем другое. Тогда изменения вносятся в микропрограмму камеры с той целью, чтобы видоискатель, зеркало фазных датчиков и матрица ловили одну и ту же зону резкости.
Юстировка объектива своими руками в домашних условиях
В Интернете можно встретить море инструкций как сделать юстировку в домашних условиях. Своими руками без наличия специальной аппаратуры и инструмента (микроскоп, коллиматор и т.п.), у Вас ничего не получится. Одной отвёрткой тут ничего не сделать! Вы не просто бестолку потратите кучу времени, а ещё имеете все шансы угробить дорогую фототехнику. Поэтому сразу хочу отговорить Вас от подобной затеи. Даже в профессиональном сервисном центре специалисту не всегда с первого раза удаётся правильно отъюстировать объектив или камеру. Часто фотографам приходится снова и снова обращаться чтобы в итоге получить желаемый результат.
Юстировка объективов | Иди, и снимай!
Перейти к содержимому
Юстировка объектива – это регулировка всех элементов для точного совпадения заданной схеме.
Юстировка (от немецкого justieren — выверять, регулировать < от латинского justus — правильный)
совокупность операций по приведению средств измерений в состояние, обеспечивающее необходимую точность функционирования.Термин применяется и в отношении оптических устройств. Для механизмов, не являющихся измерительными приборами, чаще применяют термин «регулировка». Т.е. фотообъектив — юстируется, а фотозатвор — регулируется, настраивается.
Юстировка оптических систем заключается в центрировании и изменении взаимного расположения оптических деталей, в установлении их правильного взаимодействия — с целью обеспечения требуемого качества изображения.
В большинстве случаев проводится в заводских условиях.На заводе понятно – после сборки все тестируется и подгоняется, как надо. Но как быть сервисному центру, у людей в котором есть руки, но нет заводского оборудования? Решение для зарубежной компании нашлось в продукции инженеров Optikos, у которых была куплена установка для юстировки объектива. По сути она представляет из себя стойку для “больного”, под которой находится приемник сигнала, а над стойкой под определенными углами установлены лазерные коллиматоры. С коллиматоров подается пучок света, который, проходя через установленный на стойку объектив, поступает в приемник и выводится на экран оператора. Диаметр точки, получаемый на выходе – меньше пикселя матрицы. Качество юстировки определяется по ореолу, который возникает вокруг нее. То есть, у хорошо настроенного объектива, точка будет находиться примерно в центре, и смотреться четко, практически без искажений. Это подтверждается анализом программой Imatest.
Центровка объектива является только одним из методов настройки качества изображения, устройство позволяет просмотр качества изображения и периферийной части оптических элементов. Прочие корректировки имеют понятие “внеосевая корректировка”, и основывается на том, что чем дальше от центра объектива, тем больше изображение отличается от центра в худшую сторону. В теории, при расчете оптической схемы объектива возможно вычислить каким именно будет изображение в зоне нерезкости и по краям линз.
На практике вы не сможете получить какой-то один тип оптических искажений, а получите сочетание. Иногда используется принцип взаимоисключающих друг друга аберраций и при наличии какого-либо изменения положения элементов относительно друг друга, может вылезти любая из них.
Идеальная точка выглядит на настроенных объективах разных производителей по разному. Низкое разрешение матрицы камеры сглаживает эти искажения, и вы можете видеть эти искажения как “падение резкости по краям”. Устройство проецирует точки размером с 5 микрон, а это многим меньше размера пиксела матрицы фотокамеры. При отсутствии устройства для настройки объектива, типа того, что появилось у этой фирмы, есть возможность использовать эталонный объектив, сравнивая с ним получаемое изображение настраиваемого объектива. Правда, подобные манипуляции отнимают очень много времени сервисного центра. Плюс, не всегда можно определить до конца правильность центровки краев оптического элемента. Компания надеется, что благодаря этой установке также удастся снизить общую стоимость юстировки объектива до 35$ в сравнении с нынешними 200-400$, что положительно скажется на динамике сервисного обслуживания.
- Азбука фотографа
Курсы для фотографа:
- Онлайн-курс фотографии для самостоятельного прохождения, Easy уровень
- Онлайн-курс фотографии для самостоятельного прохождения, Nightmare уровень
Это интересно, но это не точно
Идеальное выравнивание камер
Исходная ситуация
Часто камеру просто прикручивают, детализация изображения настраивается через монитор легким перемещением и наклоном камеры, после чего начинается программирование камеры. Для не очень сложных задач, таких как проверка наличия деталей, этого может быть достаточно.
Но такой подход почти гарантирует, что система технического зрения не будет смотреть идеально перпендикулярно на объект, что приведет, например, к:
- неточности в измерении, вызванные переменным масштабом изображения, так как рабочие расстояния в центре изображения и на полях изображения различаются.
- проблемы с отслеживанием инструментов в качестве систем координат также не дают однородных результатов, если только не используется точная подача детали (например, поворотный стол).
В равной степени можно предположить, что система камер не была точно сфокусирована, что может привести к дальнейшему размытию и потере контраста, особенно в периферийных областях изображений. Это дополнительно ухудшит возможности оптического обнаружения системы машинного зрения.
Советы по правильной настройке камеры в падающем свете
Каким простым способом можно определить, была ли камера установлена точно вертикально? Крепление камеры действительно может находиться прямо над проверяемой деталью, но малейший механический наклон монтажной пластины может привести к большим отклонениям из-за больших рабочих расстояний.
«Трюк с зеркалом»:
Зеркало значительно упрощает юстировку.
Его просто помещают в центр поля изображения камеры. На мониторе теперь можно увидеть отражение на изображении с камеры.
При точно вертикальном расположении отражение точно по центру, при небольшом наклоне камеры объект смещается за пределы середины видеоизображения. Самостоятельно сгенерированный перекрестие волос или контрольная точка точно в центре окна отображения изображения помогает точному выравниванию: в случае разрешения 1600 x 1200 пикселей центр маркировки будет в точке x = 800, y = 600.
Этот трюк можно применить к приложениям падающего и проходящего света. Для этих целей может понадобиться изменить фокус и апертуру объектива, чтобы вы могли четко видеть отражение. Поэтому правильно настройте оптику только после этого. Правильная фокусировка объектива отдельно описана в документе «Точная фокусировка объектива». может быть выполнено проще, чем при использовании простого крепления для камеры с одним, двумя пазами и ползунковыми блоками в профиле Bosch.
При планировании монтажа камеры предусмотрите подходящее и стабильное крепление!0005
Совет:
Далее
инструкции, калибровочные таблицы, звезда Сименс и т. д. можно найти в меню «Сервис» этого сайта для загрузки.
Позиционирование/выравнивание | Основы машинного зрения
Позиционирование/выравнивание — еще один процесс, для которого введена обработка изображений, наряду с проверками количества и наличия деталей и изделий, внешнего вида (посторонние частицы, дефекты) и размеров (длина, диаметр). Позиционирование/выравнивание с использованием систем обработки изображений было введено для различных целей:
- Расположение стеклянных подложек
- Измерение смещения этикеток или штрих-кодов
- Проверка ориентации микросхем
- Проверка на смещение крышек пищевых контейнеров
- Позиционное управление станками (роботы с визуальным управлением)
В этом разделе представлены основные принципы и конкретные приложения позиционирования и выравнивания с использованием обработки изображений.
Основной принцип позиционирования/выравнивания для определения положения с помощью обработки изображений
Для быстрого и надежного позиционирования
Чтобы повысить эффективность производственных процессов, необходимо мгновенно определять позиционное соотношение между целью и станком или столом и тщательно контролировать систему. Низкая точность обнаружения может привести к дефектным заготовкам. Если между обнаружением и контролем есть временной лаг, производительность может снизиться. Точное и быстрое позиционирование/выравнивание имеет важное значение для автоматизации производства (FA). Обработка изображений все чаще используется для достижения этой цели.
Скачать
Проблемы с позиционированием/выравниванием
Производство ЖК-панелей требует высокоточного позиционирования для таких процессов, как ламинирование стекла или пленки.
Хотя в последние годы системы обработки изображений получили широкое распространение, у них было несколько проблем:
- Позиционирование с использованием систем обработки изображений требовало слишком много времени и труда для калибровки.
- Процесс функционировал как черный ящик, поэтому было сложно добавлять функции, а процессу не хватало универсальности.
- Требовались экспертные знания для достижения высокой точности и скорости позиционирования.
- Позиционирование не могло обеспечить требуемую точность, поэтому использование было ограничено.
В последние годы эти проблемы были решены благодаря автоматической калибровке, которая автоматически завершает калибровку, и повышенной точности выравнивания для направления системы в точное положение.
Скачать
Поток позиционирования с использованием обработки изображения
Первым важным моментом является понимание процесса позиционирования/выравнивания, использующего преимущества обработки изображений.
В зависимости от системы обработки изображений могут быть некоторые различия в потоке. В этом разделе представлен основной процесс позиционирования с использованием «Серии XG-X» компании KEYENCE на примере ламинирования стекла.
Автокалибровка
Определите положение метки совмещения с помощью поиска по образцу (обработка поиска) или другим методом и вычислите направление оси столика и положение центра вращения.
Регистрация референтной позиции
Зарегистрируйте пункт назначения, в который будет перемещена цель.
Выравнивание
Измерьте положение цели и рассчитайте величину коррекции для достижения эталонного положения.
Позиционирование
Отправьте рассчитанную информацию о местоположении на ПЛК или другую хост-систему и управляйте сценой для выполнения позиционирования.
Скачать
Преимущества позиционирования с использованием обработки изображений
Использование систем обработки изображений для позиционирования/выравнивания дает множество преимуществ:
Высокоточное определение положения посредством поиска по образцу
Поиск шаблона (обработка поиска) — это метод, который необходим для позиционирования/выравнивания с использованием обработки изображений.
Поиск шаблонов автоматически обнаруживает эталонные изображения или шаблоны (метки), известные как метки выравнивания или позиционирования. Использование коррекции дисторсии объектива и фильтров повышает точность определения положения.
Коррекция дисторсии объектива
До коррекции
После исправления
Коррекция искажения перспективы
До коррекции
После коррекции
Автокалибровка для улучшения такта
Традиционное управление положением на основе координат имело такие проблемы, как несоосность цели и стола и точность обнаружения, что препятствовало идеальному определению положения/угла. В последние годы точность автоматической калибровки значительно повысилась благодаря достижениям в технологии поиска шаблонов (поисковой обработки). Теперь возможна автоматическая высокоскоростная высокоточная калибровка, что приводит к улучшению такта.
Точный контроль, поддерживаемый высокоточным обнаружением с использованием обработки изображений
Метки совмещения теперь можно обнаруживать с высокой точностью с помощью машинного зрения с большим количеством пикселей и улучшенных технологий обработки изображений.
ShapeTrax — это технология поиска профилей KEYENCE, обеспечивающая высочайшую точность в отрасли. Он позволяет определять положение с точностью до 0,025 пикселя как для линейности, так и для повторяемости.
В дополнение к обнаружению меток совмещения определение положения может быть достигнуто гибко в соответствии с потребностями каждого приложения даже без меток совмещения. Методы достижения этого включают обнаружение виртуального пересечения в углу печатной платы или позиционирование на основе выреза на пластине.
Обнаружение виртуального пересечения в углу печатной платы
Позиционирование на основе надреза пластины
Скачать
Позиционирование/выравнивание достигается с помощью камер со сверхвысоким количеством пикселей
KEYENCE предлагает камеры со сверхвысоким количеством пикселей (21 мегапиксель), которые являются лучшим решением в отрасли.
У широко используемых камер с меньшим количеством пикселей, таких как 0,3 или 2 мегапикселя, есть проблемы, показанные ниже. Камеры со сверхвысоким разрешением могут устранить эти проблемы.
Вы когда-нибудь страдали от этих проблем?
Продукты со многими закругленными участками не могут стабильно обнаруживаться из-за нестабильного обнаружения углов.
Обычный
Когда закругленная поверхность большая, прямая часть слишком короткая для стабильного обнаружения угла.
Некоторые продукты не имеют прямой секции для обнаружения.
Когда 21-мегапиксельная камера используется для захвата всего изображения продукта
Отныне
Можно захватить все изображение продукта с сохранением обычной точности.
Это позволяет с высокой точностью определять профиль всей формы, даже когда изделие имеет сложную форму.
Когда 21-мегапиксельная камера используется для захвата всего изображения продукта, даже сложные профили могут быть обнаружены с высокой точностью.
Это обеспечивает стабильное и точное выравнивание продуктов независимо от их формы.
Переналадка требует много труда, потому что разные продукты производятся на одной линии.
Обычный
Размеры изделий часто меняются. Это требует рабочей силы для изменения макета для каждой смены.
При использовании 21-мегапиксельной камеры для захвата всего изображения продукта
С этого момента
Для переключения не требуется никаких изменений макета.
Камеру можно зафиксировать в одном и том же положении, что делает механизм простым.
Чтобы обеспечить требуемую точность для камеры с низким разрешением, поле зрения должно быть меньше. Следовательно, когда на одной линии производятся разные продукты, компоновку камеры необходимо менять при каждой переналадке. Когда 21-мегапиксельная камера используется для захвата всего изображения продукта, переналадка больше не требуется. Камеру можно зафиксировать в одном и том же положении, что упрощает производственную систему.
Кроме того, два или более продукта могут быть проверены одновременно.
Проверка внешнего вида/размеров с использованием обработки изображения выполняется в отдельном от выравнивания процессе.
Обычный
Проверка внешнего вида или размеров выполняется отдельно от процесса выравнивания.
Для этого необходимо построить масштабную систему.
При использовании 21-мегапиксельной камеры для захвата всего изображения товара
Отныне
Проверка внешнего вида или размеров изделия в целом может производиться одновременно с центровкой.
Во многих случаях проверка внешнего вида или размеров выполняется в процессе, отличном от процесса выравнивания. Когда 21-мегапиксельная камера используется для захвата изображения всего продукта, выравнивание и проверка внешнего вида продукта в целом могут выполняться одновременно. Это приводит к оптимизации производства.
Скачать
Практическое применение
Точность изделий возрастает, и для производственных процессов требуется высокая точность.
Также необходимо повысить производительность, чтобы повысить урожайность. Чтобы удовлетворить эти требования, существует растущий спрос на позиционирование и выравнивание, использующие преимущества систем обработки изображений. Ниже приведены некоторые вводные примеры, в которых используются преимущества обработки и калибровки изображений.
Отверстия направляющих датчиков при сборке кузова автомобиля
Промышленные роботы незаменимы в производственных процессах, включая сварку, транспортировку и сборку. Традиционные системы требовали сложного обучения координатам для установки исходного положения и позиционирования. В зависимости от продукта или индивидуальных особенностей может потребоваться точная настройка. Позиционирование/калибровка с использованием обработки изображений может решить эти проблемы. В процессе сборки дверей или других тяжелых деталей можно использовать обработку изображений для распознавания направляющих отверстий и управления роботом.
Это делает производство более быстрым и надежным. KEYENCE также предлагает роботизированные решения с визуальным управлением для промышленных роботов.
О роботах с визуальным управлением
Несоосность шаблонов
Для пластин, используемых в производстве полупроводниковых устройств, несоосность шаблона порядка микрометров может стать фатальным дефектом. Информация о местоположении относительно дефектов должна быть получена путем обнаружения с использованием таких инструментов, как оптические микроскопы. Например, когда используется серия XG-X, поддерживающая цветные камеры с разрешением 21 мегапиксель, можно точно обнаружить смещение шаблонов или положений, включая направление вращения пластин.
Сборка электронных компонентов
Поскольку смартфоны и планшеты становятся все более компактными, возрастает потребность в высокой точности сборки в электронной промышленности.