Cách chọn lens Hikrobot cho camera Machine Vision

Lens camera Hikrobot là yếu tố quyết định chất lượng hình ảnh trong hệ thống Machine Vision. Dù sử dụng camera có độ phân giải cao, hình ảnh vẫn có thể thiếu sắc nét hoặc khó phát hiện lỗi nếu lựa chọn lens không phù hợp. Lens ảnh hưởng trực tiếp đến trường nhìn (FOV), độ sắc nét và mức biến dạng hình ảnh, từ đó quyết định độ chính xác của toàn bộ quá trình kiểm tra. Vì vậy, lựa chọn đúng lens Hikrobot là bước quan trọng để tối ưu hiệu suất hệ thống.

1. Vì sao lens machine vision ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả kiểm tra?

Khác với ống kính dùng trong nhiếp ảnh, lens machine vision được tối ưu cho khả năng tái tạo hình ảnh với độ méo rất thấp, độ phân giải quang học cao và độ ổn định khi vận hành liên tục trong môi trường công nghiệp. Đây là những đặc tính quan trọng đối với các ứng dụng đo kiểm kích thước, đọc mã công nghiệp hoặc phát hiện khuyết tật bằng AI, nơi chỉ một sai lệch rất nhỏ về hình ảnh cũng có thể làm giảm độ chính xác của toàn bộ hệ thống. 

Nếu lựa chọn sai lens, doanh nghiệp có thể gặp nhiều vấn đề như:

- Hình ảnh bị mờ ở rìa khung hình.

- Sai lệch kích thước khi đo kiểm bằng Vision.

- Không phát hiện được các lỗi nhỏ như vết xước, nứt hoặc ba via.

- Khó đọc mã QR, Data Matrix hoặc mã DPM.

- Giảm độ chính xác của các thuật toán AI và Deep Learning.

Ngược lại, khi camera và lens được phối hợp đúng, hệ thống sẽ tận dụng tối đa độ phân giải cảm biến, nâng cao khả năng phát hiện lỗi và giảm tỷ lệ kiểm tra sai.

Đây cũng là lý do các dự án Machine Vision chuyên nghiệp luôn tính toán đồng thời camera, lens, khoảng cách làm việc, ánh sáng và thuật toán xử lý ảnh thay vì lựa chọn từng thiết bị riêng lẻ.

Các dự án Machine Vision chuyên nghiệp luôn tính toán đồng bộ hệ thống thay vì từng thiết bị riêng lẻ

Bên cạnh chất lượng quang học, khả năng đồng bộ giữa camera và lens cũng là yếu tố được nhiều nhà tích hợp hệ thống quan tâm. Hệ sinh thái lens Hikrobot được thiết kế tương thích với nhiều dòng camera công nghiệp của hãng, từ các cảm biến kích thước nhỏ đến sensor 1.1 inch hoặc lớn hơn. Việc sử dụng đồng bộ giúp giảm thời gian hiệu chỉnh, đảm bảo chất lượng hình ảnh ổn định và đơn giản hóa quá trình triển khai hệ thống. 

2. Những tiêu chí quan trọng khi lựa chọn lens Hikrobot

2.1. Kích thước cảm biến của camera

Mỗi lens Hikrobot đều được thiết kế để tương thích với một kích thước cảm biến nhất định như 1/2", 2/3", 1", 1.1" hoặc lớn hơn.

Nếu sử dụng lens nhỏ hơn cảm biến, hiện tượng tối góc (Vignetting) sẽ xuất hiện, làm giảm vùng quan sát hiệu quả. Ngược lại, sử dụng lens phù hợp hoặc lớn hơn kích thước cảm biến sẽ đảm bảo toàn bộ cảm biến được khai thác tối đa.

Ngoài kích thước cảm biến, kỹ sư cũng cần kiểm tra Image Circle của lens. Giá trị này phải bằng hoặc lớn hơn kích thước cảm biến để toàn bộ vùng ảnh đều được bao phủ, tránh hiện tượng tối bốn góc và suy giảm chất lượng hình ảnh. 

2.2. Độ phân giải của lens

Một camera 20MP sẽ không phát huy được hiệu quả nếu sử dụng lens chỉ đáp ứng mức phân giải thấp. Lens cần có khả năng truyền tải chi tiết tương ứng với mật độ điểm ảnh của cảm biến. Yếu tố này đặc biệt cần được quan tâm trong các ứng dụng như:

- Đo kiểm kích thước chính xác

- Kiểm tra linh kiện điện tử

- Đọc mã vạch kích thước nhỏ

- Phát hiện lỗi bề mặt

Trong nhiều dự án hiện nay, các dòng lens machine vision độ phân giải cao được ưu tiên khi kết hợp với camera CMOS thế hệ mới nhằm đảm bảo chất lượng hình ảnh trên toàn bộ vùng quan sát.

2.3. Tiêu cự

Tiêu cự quyết định trường nhìn của hệ thống.

- Tiêu cự ngắn tạo góc nhìn rộng, phù hợp kiểm tra sản phẩm kích thước lớn.

- Tiêu cự dài giúp quan sát chi tiết ở khoảng cách xa hoặc cần phóng đại hình ảnh.

Việc lựa chọn tiêu cự không nên dựa trên cảm tính mà cần tính toán dựa trên:

- Kích thước sản phẩm

- Khoảng cách lắp đặt giữa camera và sản phẩm cần kiểm tra 

- Kích thước cảm biến

- Vùng quan sát mong muốn

Tính toán chính xác ngay từ đầu sẽ giúp hạn chế việc phải thay đổi kết cấu cơ khí sau khi lắp đặt.

2.4. Khẩu độ

Lượng ánh sáng truyền tới cảm biến được quyết định trực tiếp bởi khẩu độ của lens.

- Khẩu độ lớn cho phép thu nhiều ánh sáng hơn, phù hợp môi trường thiếu sáng hoặc dây chuyền tốc độ cao.

- Khẩu độ nhỏ giúp tăng độ sâu trường ảnh (Depth of Field), thích hợp khi sản phẩm có nhiều cao độ khác nhau hoặc cần đảm bảo toàn bộ vật thể đều rõ nét.

Trong thực tế, giá trị khẩu độ luôn cần được cân bằng cùng hệ thống chiếu sáng để đạt chất lượng hình ảnh tối ưu.

2.5. Kiểu ngàm kết nối

Phần lớn camera công nghiệp Hikrobot hiện nay sử dụng lens C-Mount. Chuẩn ngàm này mang lại nhiều ưu điểm:

- Khả năng thay thế linh hoạt.

- Có khả năng kết hợp với đa dạng dòng camera công nghiệp.

- Thuận tiện khi mở rộng hoặc nâng cấp trong tương lai.

- Đa dạng tiêu cự và chủng loại lens.

Chuẩn lens C-Mount hiện là lựa chọn phổ biến nhất trong các hệ thống Machine Vision nhờ khoảng cách mặt bích tiêu chuẩn, khả năng thay thế linh hoạt và tương thích với phần lớn camera công nghiệp trên thị trường. Điều này giúp việc nâng cấp hoặc thay đổi camera trong tương lai trở nên thuận tiện hơn mà không cần thay đổi toàn bộ hệ thống quang học. 

Chuẩn lens C-Mount hiện là lựa chọn phổ biến nhất trong các hệ thống Machine Vision

2.6. Cân nhắc khoảng cách làm việc 

Khoảng cách làm việc (Working Distance - WD) là khoảng cách từ mặt trước của lens đến bề mặt sản phẩm. Thông số này ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng bố trí camera trên dây chuyền, lựa chọn tiêu cự và trường nhìn. Trong nhiều dự án thực tế, không gian lắp đặt thường bị giới hạn bởi kết cấu cơ khí hoặc hệ thống chiếu sáng, vì vậy Working Distance luôn cần được tính toán đồng thời với kích thước vật thể và độ phân giải mong muốn.

>>> Xem thêm: Đại lý Camera Hikrobot chính hãng – Giải pháp Machine Vision toàn diện từ RTC Technology

3. Quy trình lựa chọn lens camera Hikrobot cho từng ứng dụng Machine Vision

Để lựa chọn đúng lens camera Hikrobot, doanh nghiệp hoặc đơn vị tích hợp hệ thống có thể thực hiện theo quy trình sau:

Bước 1. Xác định mục tiêu kiểm tra

Làm rõ ứng dụng như đọc mã vạch, OCR, kiểm tra ngoại quan, phát hiện lỗi bề mặt hay đo kiểm kích thước chính xác. Mỗi bài toán sẽ có yêu cầu quang học khác nhau.

Bước 2. Tính toán thông số hệ thống

Xác định kích thước vùng quan sát (Field of View), khoảng cách làm việc (Working Distance), kích thước cảm biến và độ phân giải yêu cầu để lựa chọn tiêu cự phù hợp.

Bước 3. Chọn dòng lens Hikrobot

Việc lựa chọn sẽ phụ thuộc vào yêu cầu của từng ứng dụng, chẳng hạn như:

- Lens tiêu chuẩn cho bài toán kiểm tra thông thường.

- Lens độ phân giải cao cho camera nhiều megapixel.

- Lens Telecentric cho các ứng dụng đo lường chính xác.

- Lens Macro khi cần quan sát chi tiết rất nhỏ.

Bước 4. Đánh giá đồng bộ với hệ thống chiếu sáng

Lens và nguồn sáng luôn cần được lựa chọn đồng thời. Đèn vành, đèn đồng trục, Dome Light hay Backlight đều ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả của hệ thống Machine Vision. Một hệ thống quang học được tối ưu ngay từ đầu sẽ giúp giảm đáng kể thời gian hiệu chỉnh khi đưa vào vận hành.

Lưu ý: Khi nào nên lựa chọn lens chuyên dụng thay vì lens tiêu chuẩn?

Một số ứng dụng yêu cầu các dòng lens machine vision chuyên dụng để đảm bảo độ chính xác:

- Đo kiểm kích thước với sai số rất nhỏ

- Kiểm tra màn hình LCD hoặc OLED

- Đọc mã DPM trên bề mặt kim loại

- Kiểm tra wafer bán dẫn

- Kiểm tra các bề mặt có độ phản xạ ánh sáng lớn

- Hệ thống AI Vision yêu cầu hình ảnh có độ trung thực cao

Tùy từng ứng dụng, kỹ sư có thể cần sử dụng các dòng Telecentric Lens, Macro Lens hoặc Lens có độ méo cực thấp nhằm đáp ứng yêu cầu đo lường chính xác.

Bên cạnh đó, điều kiện môi trường cũng cần được đánh giá trước khi lựa chọn lens. Các yếu tố như nhiệt độ, rung động, bụi, dầu hoặc hơi ẩm đều có thể ảnh hưởng đến tuổi thọ và độ ổn định của hệ thống quang học nếu không được tính toán ngay từ giai đoạn thiết kế.

RTC Techonology - Đối tác triển khai giải pháp Machine Vision cho nhà máy

RTC cung cấp giải pháp Machine Vision toàn diện từ tư vấn, lựa chọn camera, lens Hikrobot, hệ thống chiếu sáng, xử lý ảnh đến tích hợp với PLC, robot và dây chuyền sản xuất. Bên cạnh đó, RTC còn triển khai các giải pháp AMR/AGV, WMS và tự động hóa công nghiệp, đồng hành cùng doanh nghiệp trên lộ trình xây dựng nhà máy thông minh.

Liên hệ ngay với đội ngũ chuyên gia của RTC để được tư vấn giải pháp tối ưu nhất cho quy trình sản xuất của bạn.

- Hotline: 0981 264 068
- Email: info@rtc.edu.vn

> CHAT ZALO để nhận tư vấn & báo giá nhanh nhất

>>> Xem thêm: Hikrobot và RTC Technology – Kiến Tạo Giải Pháp IoT Công Nghiệp và Robotics Thông Minh Tại Việt Nam