組み込みビジョン システムは、その機能に大きく依存しています。レンズ。焦点距離、絞り、視野などのレンズの光学特性は、キャプチャされた画像の鮮明さ、深さ、広がりを決定します。これらのパラメーター、センサーのサイズ、解像度は、視覚データを分析および解釈するシステムの能力に直接影響します。したがって、レンズの種類 (オートフォーカスか固定焦点か) は、特にリアルタイム処理シナリオにおいて、全体的なパフォーマンスに影響を与えます。
固定焦点レンズとは何ですか?
固定焦点レンズには、焦点距離が固定されており、変更することはできません。一度設定すると、この焦点は一定のままとなり、シーンの変化やターゲット オブジェクトの距離に基づいて調整されません。このようなレンズは、設計または製造段階で特定の用途または距離に合わせて校正され、指定された範囲で最適な鮮明度が保証されます。
固定焦点レンズは、一貫した予測可能なイメージング結果が必要なシナリオで有利です。たとえば、固定焦点レンズは、組立ラインでの品質管理チェックなど、物体が常にカメラから一定の距離にある産業用途において安定性と再現性を提供します。
オートフォーカスレンズとは何ですか?
オートフォーカス (AF) レンズは、シーンに基づいて焦点を自動的に調整できます。設計時または初期セットアップ時に事前に定義されたフォーカスセットが必要なマニュアルフォーカスレンズとは異なり、オートフォーカスレンズは動的に調整して、対象の被写体または関心領域が鮮明に保たれるようにします。これは、最適な焦点を検出するセンサーとアルゴリズムによって実現され、レンズの焦点をリアルタイムで変更できるようになります。
オートフォーカス レンズは、産業オートメーションから医療機器に至るまで、組み込みビジョン システムに高レベルの適応性と精度を提供します。組み立てロボットがさまざまなサイズや距離の物体を検査する場合でも、医療用内視鏡が人体を操作する場合でも、鮮明な画像を提供するために継続的に調整できます。
オートフォーカスレンズと固定焦点レンズの選択基準
近接性
カメラとターゲット間の距離はレンズの選択において重要な役割を果たし、撮影された画像の鮮明さと精度に影響を与えます。オートフォーカス レンズは、変動する距離、特に 10cm 近距離から無限の範囲までの距離に適しており、動的な調整が可能です。ただし、固定焦点レンズは設定された距離に適しており、調整なしで一貫した画像を確保できます。
例: さまざまな高度から作物の健康状態を監視するドローンの場合、さまざまな高さに合わせて調整し、さまざまな地形にわたって鮮明な画像を確保するためのオートフォーカスが非常に重要です。一方、種子の植え付けを監視する固定レンズベースのカメラセットアップを備えたトラクターは、一貫性を保つために固定焦点を好み、ばらつきのない均一な視覚的な播種プロセスを提供する可能性があります。
被写界深度
被写界深度 (DoF) は、明確に焦点が合っている最も近い点から最も遠い点までの範囲を指します。オートフォーカス レンズを備えたカメラは、固定焦点のカメラよりも広い被写界深度を提供します。ただし、アプリケーションによってはより広い被写界深度を必要としないため、ユースケースによっては固定焦点カメラレンズが必要になる場合があります。
例: 超音波画像処理の場合、被写界深度が広いほど臓器や組織のより包括的なビューを捉えることができ、これはオートフォーカス レンズの恩恵を受ける可能性があり、臨床医により鮮明な全体像を提供します。対照的に、詳細な皮膚検査に使用されるダーマスコープは、固定焦点レンズを使用して、毎回一貫した高解像度の皮膚表面画像を提供します。
照明条件の種類
ご存知のとおり、照明条件の種類は写真の鮮明さに直接影響します。オートフォーカス レンズは、明瞭さを提供するために微調整を行うことで、暗い照明下でより優れたパフォーマンスを発揮します。ただし、明るい条件下では、固定焦点カメラ レンズは、事前に設定された範囲内で鮮明な画像を提供できます。
例: 屋外の駐車場では、照明が日中の太陽光から夜間の人工照明、さらには建物や樹木の影になるエリアまで劇的に変化することがあります。オートフォーカス レンズはこれらの照明の変化に適応し、ナンバー プレートを鮮明に読み取ることができます。ただし、全体に均一な LED 照明を備えた屋根付き駐車場では、安定した画質を得るために固定焦点カメラ レンズを活用する場合があります。
捕獲率
固定焦点レンズは焦点調整の必要がないため、通常、オートフォーカスのレンズよりも高速に動作します。適応性よりも速度を優先した設計となっており、特定のタスクでは効率的です。したがって、中断することなく高速で画像をキャプチャする必要があるアプリケーションには、固定焦点レンズが推奨されます。オートフォーカスレンズの調整に遅延が生じる可能性がなく、一貫した高速イメージングが保証されます。
例：セール中や休日の店舗など、交通量の多い屋内環境では、オートフォーカス レンズを備えたキオスクが顧客の動きや取引を監視します。さまざまな距離や照明条件に素早く適応し、優れた顧客サービスを保証します。逆に、屋外のキオスクは、気象条件の変化や光レベルの変化などの課題に直面しています。ここでは、より高速なキャプチャレートを備えた固定焦点カメラレンズが文書の詳細や取引情報をキャプチャします。これは、屋内ほど制御されにくい条件下で一貫したパフォーマンスを維持するために重要です。
適応性
カメラレンズの多機能性も決め手です。オートフォーカス レンズは、カスタマイズを行うことで、低照度のシナリオでより優れたパフォーマンスを発揮します。ただし、固定焦点カメラレンズは、光が安定して豊富な明るい条件下では、プリセット範囲内で鮮明な画像を提供できます。
例: さまざまな距離でさまざまな体の部位の画像をキャプチャする必要がある MRI 装置の場合、オートフォーカスは適応性を提供し、ターゲット領域の深さに関係なく鮮明なビジュアルを保証します。対照的に、均一性と一貫した画像パラメータが必要な骨密度スキャナでは、精度を維持するために固定焦点レンズが使用されます。