F1.0 và IR: Ống kính ánh sáng yếu nào phù hợp với dự án của bạn?

Là một kỹ sư quang học tạiQuang lụa Thượng Hải, thực tế hàng ngày của tôi bao gồm việc đấu tranh với các chỉ số khúc xạ, tìm kiếm các phần trăm trên đường cong MTF và tranh luận về hóa đơn nguyên liệu thô. Tôi thấy có quá nhiều dòng sản phẩm thất bại trong quá trình thử nghiệm tại hiện trường vì nhóm thu mua đã nuốt chửng một chiếc móc, dây chuyền và tàu chìm bán hàng chung chung. Họ nói với bạn rằng "F1.0 là tương lai". Hoặc "IR rẻ và không thể phá hủy."

Đừng mua vào sự cường điệu. Thiết kế quang học là một trò chơi không thể nhượng bộ của sự đánh đổi vật lý. Chúng ta hãy xem qua các PPT tiếp thị và chia nhỏ những gì thực sự xảy ra với quy trình hình ảnh của bạn khi bạn chọn cái này thay vì cái kia.

1. Full Color "Blacklight" F1.0: Quái vật Photon (Và thuế ẩn của nó)

Toàn bộ tiền đề của công nghệ đủ màu sắc hoạt động trong điều kiện ánh sáng yếu phụ thuộc vàoKhẩu độ F1.0.

Nếu bạn không phải là người đam mê quang học, thì đây là phép tính nhanh: số F là tỷ lệ giữa tiêu cự của ống kính và đường kính đồng tử vào của nó. Mỗi khi bạn nhấn F-stop, lượng ánh sáng tới cảm biến sẽ tăng gấp đôi. Chuyển từ ống kính F2.0 tiêu chuẩn sang F1.0 có nghĩa là bạn đang bỏ đibốn lầnnhiều ánh sáng hơn vào các pixel CMOS của bạn.

Trong triển khai trong thế giới thực—chẳng hạn như một chiếc AMR tuần tra đang điều hướng một sân hậu cần có ánh sáng yếu—điều này có nghĩa là bạn không cần ánh sáng chói của đèn LED trắng chói mắt để quay được video có đủ màu sắc, độ tương phản cao. Đối với các mô hình AI phụ thuộc vào dữ liệu màu sắc để phân loại đối tượng (như xác định màu áo khoác của nghi phạm hoặc dấu hiệu nguy hiểm), F1.0 thật ngoạn mục.

Nhưng đây là điểm đáng chú ý mà các nhà cung cấp nghiệp dư sẽ không cho bạn biết: khẩu độ mở rộng gây ra hiện tượng quang sai hoàn toàn hỗn loạn.

Khi bạn mở mống mắt lên F1.0, các tia sáng sẽ chiếu vào các cạnh ngoài của thấu kính ở những góc cực kỳ dốc. Điều này gây ra hai vấn đề lớn:

• Độ sâu trường mỏng như dao cạo (DoF):Biên độ sai sót của bạn giảm xuống đến milimét. Nếu vỏ cơ khí của bạn bị uốn cong dù chỉ một chút do nhiệt mặt trời, mục tiêu của bạn sẽ hoàn toàn mất nét.

• Sự sụp đổ MTF ngoại vi:Quang sai hình cầu và coma sẽ biến các góc ảnh của bạn thành một thứ súp lầy lội, không thể sử dụng được.

Để chống lại điều này, chúng ta không thể chỉ sử dụng kính hình cầu rẻ tiền, có sẵn. Chúng ta phải thiết kế xung quanhPhần tử ASP (Ống kính phi cầu)để buộc các tia cạnh lừa đảo đó quay trở lại một tiêu điểm duy nhất.

Thực ra, hãy để tôi nói lại điều đó—không chỉ là sử dụng các hình cầu; đó là về sự lựa chọn vật liệu. Nếu bạn mua một ống kính F1.0 hoàn toàn bằng nhựa, giá rẻ, nó sẽsẽhỏng ngay khi nhiệt độ môi trường xung quanh đạt 40°C. Tại Silk Optical, chúng tôi ổn định những khẩu độ lớn này bằng cách sử dụng cấu trúc lai thủy tinh-nhựa (như của chúng tôi2G3P hoặc nhiều kínhcông thức) kết hợp với nghiêm ngặtBù nhiệt độkỹ thuật kết cấu. Nếu nhà cung cấp của bạn không nói về hiện tượng trôi nhiệt khi báo giá ống kính F1.0, hãy bỏ đi.

2. Tầm nhìn ban đêm hồng ngoại (IR): Công cụ hiệu quả về mặt chi phí (Có bẫy bước sóng)

Ở phía bên kia hàng rào, chúng tôi có hệ thống chiếu sáng hồng ngoại truyền thống (thường được ghép nối với đèn LED hồng ngoại hoạt động 850nm hoặc 940nm). Các ống kính thuộc danh mục này—như ống kính số lượng lớn của chúng tôiPL071 4MP-8MP 6G Toàn Kínhseries—rất hoàn thiện, có độ ổn định cao và đặc biệt thân thiện với ngân sách mua sắm của bạn.

Ưu điểm chính của hệ thống IR làsự tương phản không khoan nhượng. Trong môi trường không lux tuyệt đối—các đường hầm dưới lòng đất, các khu vực nông thôn không có ánh sáng—IR biến thế giới thành màu đen trắng có độ tương phản cao. Nó loại bỏ sự nhầm lẫn về màu sắc, mang lại cho các thuật toán AI tiên tiến các cấu hình và ranh giới sắc nét để theo dõi.

Tuy nhiên, có một kẻ giết người thầm lặng đang chờ đợi trong quá trình thiết lập IR: Focus Shift.

Một tình huống phổ biến gây khó chịu: Nhóm R&D của bạn hiệu chỉnh hệ thống camera trong phòng thí nghiệm trong ngày. Nó trông cực kỳ sắc nét. Màn đêm buông xuống, đèn hồng ngoại đang hoạt động bật lên và đột nhiên nguồn cấp dữ liệu trông giống như ai đó bôi mỡ lên ống kính.

"Thực ra, đừng đổ lỗi cho việc giảm tiếng ồn của cảm biến. Đó là vật lý cơ bản."

Ánh sáng khả kiến ​​(400–700nm) và ánh sáng hồng ngoại (850nm/940nm) truyền đi với tốc độ khác nhau trong cùng một môi trường thủy tinh vì chiết suất thay đổi tùy theo bước sóng. Nếu các thành phần thấu kính của bạn không được tối ưu hóa một cách có chủ ý choIR đồng tiêu điểm, mặt phẳng tiêu cự cho ánh sáng khả kiến ​​và mặt phẳng tiêu cự cho ánh sáng hồng ngoại sẽ nằm ở hai độ sâu hoàn toàn khác nhau phía sau thấu kính.

Để vượt qua cơn ác mộng này, chúng tôi tích hợpKính ED (Tán sắc cực thấp)các phần tử và sử dụng lớp phủ chống phản chiếu băng thông rộng nhiều lớp phức tạp. Hơn nữa, trong quá trình lắp ráp tạiKhu công nghệ thông minh Boshi, mỗi đơn vị đều đi qua các máy căn chỉnh hoạt động SMA (Khẩu độ trung bình nhỏ) tự động để xác minh phản hồi MTF đa bước sóng. Nếu không có kỹ thuật đồng tiêu điểm IR thực sự, hệ thống nhìn đêm của bạn chỉ là một canh bạc.

3. Kế hoạch tìm nguồn cung ứng: Cái nào phù hợp với ma trận của bạn?

Hãy loại bỏ những điều vụn vặt của công ty và cô đọng điều này thành một ma trận quyết định cụ thể, có thể triển khai cho nhóm kỹ thuật của bạn.

Hãy bóp cò trên F1.0 Blacklight Full Color nếu:

• Màu sắc không thể thương lượng:Phần mềm của bạn yêu cầu chữ ký màu để phân tích (ví dụ: nhận dạng biển số xe, theo dõi tài sản nhiều màu, trích xuất đặc điểm khuôn mặt).

• Chiếu sáng tích cực bị cấm:Hệ thống của bạn hoạt động ở những khu vực có ánh sáng trắng sáng hoặc ánh sáng hồng ngoại nhìn thấy được gây xáo trộn công cộng, thu hút côn trùng hoặc ảnh hưởng đến khả năng tàng hình.

• Độ chính xác của Edge AI mật độ cao là điều tối quan trọng:Mạng nơ-ron của bạn yêu cầu Tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu (SNR) tối đa trên mỗi pixel mà không cần dựa vào các bộ lọc phần mềm giảm nhiễu tạm thời nặng nề gây ra hiện tượng bóng ma.

• Ủy thác tìm nguồn cung ứng:Yêu cầu các kết cấu lai thủy tinh-nhựa hoặc hoàn toàn bằng kính có tích hợp các thành phần ASP và thông số kỹ thuật về khả năng chịu trôi nhiệt đã được ghi nhận trong khoảng từ -20°C đến +70°C.

Sử dụng Tầm nhìn ban đêm bằng tia hồng ngoại (IR) nếu:

• Ngân sách được giới hạn nghiêm ngặt:Bạn đang triển khai hàng nghìn nút (như hệ thống giám sát nhà kho tiêu chuẩn hoặc bộ cản robot chân không cấp thấp) và không thể chịu được chi phí cao hơn của nhiều thành phần kính phi cầu.

• Bạn hoạt động trong môi trường Zero-Lux thực sự:Không có ánh sáng xung quanh hoặc ánh sáng bầu trời đô thị để thu hoạch, khiến ống kính F1.0 thụ động trở nên vô dụng nếu không có sự hỗ trợ ánh sáng trắng chủ động.

• Hình học quan trọng hơn màu sắc:Hệ thống của bạn hoàn toàn dựa vào các đường viền hình học, phát hiện cạnh hoặc ánh xạ không gian SLAM dựa trên tầm nhìn.

• Ủy thác tìm nguồn cung ứng:Xác minh rằng thông số ống kính đảm bảo rõ ràngIR đồng tập trungkhả năng và tính năng ngăn chặn ngọn lửa mạnh mẽ bên trong (chẳng hạn nhưKính xanhhoặc mặt nạ phần tử phía sau chuyên dụng) để chặn phản xạ hồng ngoại bên trong.

Độ chính xác được chia tỷ lệ mà không có lông tơ

TạiQuang lụa Thượng Hải, chúng tôi không tin vào việc bán các giải pháp phù hợp cho tất cả. Hoạt động ngoài trung tâm sản xuất hiện đại, chúng tôi duy trì năng lực sản xuất tự động vượt quá6 triệu ống kính mỗi tháng. Chúng tôi thu hẹp khoảng cách giữa vật lý quang học cao cấp và phân phối chuỗi cung ứng toàn cầu cực kỳ ổn định, được hỗ trợ bởiISO9001:2015VàIATF16949:2016chứng chỉ cấp ô tô.

Cho dù các kỹ sư R&D của bạn cần kính góc rộng F1.0 được thiết kế riêng cho máy bay không người lái giao hàng tự động hay ống kính IR 5MP được tối ưu hóa chi phí cao cho dây chuyền sản xuất công nghiệp, thì trước tiên chúng tôi đều cung cấp dữ liệu thô.

Hãy cung cấp cho chúng tôi thông số kỹ thuật cảm biến và các yêu cầu về Góc tia chính (CRA) của bạn. Chúng ta hãy nhìn vào các đường cong MTF thực tế và xây dựng thứ gì đó có thể hoạt động trên đất, không chỉ trên bảng trắng.