【技術解析】什么是主動鏡頭對準技術(Active Alignment)?


許多制造商一廂情愿地認為,限定各個部件公差就可保證充裕的畫質。理想情況下,制造商會在組裝完成后對相機進行廣泛測試。如果測試通過,相機就發往終端客戶;如因畫質差強人意而未通過測試,將手工拆解相機以修復錯誤。最不堪的結果是,剛生產出來的相機就被迫報廢處理。這些措施會推高生產成本——尤其是在元件出現問題時。此外,縮小制造商元件公差范圍也會進一步拔高生產成本。最后,制造過程通常理論運行良好,實際所有部件都存在肉眼不可見的公差。例如,根據規范,部分傳感器允許存在1度傾斜。

S接口鏡頭可用于許多視覺應用。對于計劃大規模生產的終端產品,低成本的S接口鏡頭尤其具有吸引力。如果您正考慮將S接口鏡頭用于醫療視覺應用(例如,用于即時醫療解決方案),就需要考慮到,比C接口鏡頭更低的成本,往往意味著更低的精密度。


未對準的影響:圖像失真

許多視覺應用非常依賴一致的畫質。如果鏡頭與相機/傳感器未正確對準,應用后期處理結果就會失真。如果產品為手持式或桌面版本,后果更為嚴峻。移動和沖擊會改變S接口鏡頭與相機的貼合度,導致使用過程中發生永久性失真。這在實時流媒體應用中可能尚可接受,但在分析和測量任務中卻是不可原諒的錯誤。

在X、Y和Z軸所有三個方向上,都可能出現鏡頭未對準。X和Y軸方向偏移會使圖像和焦點遠離感興趣區域(ROI)。繞Z軸傾斜會移動ROI,但焦點仍停留在中心。繞X或Y軸傾斜會造成圖像出現矩形失真,相應邊緣更加模糊。當然,實際應用中可能出現三種形式的疊加效果。

【技術解析】什么是主動鏡頭對準技術(Active Alignment)?的圖1

精確鏡頭對準對

醫療類成像設備至關重要

No.1

 牙科掃描儀

牙科掃描儀用于基于患者口腔內部模具制作三維模型。掃描過程借助2-4臺相機進行,拍攝牙齒和牙齦上的投影線圖案圖像。最終生成一個支持CAD重建的點云數據集。在掃描過程中,會拍攝多張圖像。主動鏡頭對準技術提高了合并不同圖像數據時的成功率。此外,它還可確保同一系列不同掃描儀間的輸出畫質一致

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No.2

 眼 科

眼科醫生使用3D鏡頭測量功能,根據患者個人面部輪廓進行配鏡。首先在患者臉部正前方架設兩臺相機,分別覆蓋左右眼的光路。這兩個圖像/視頻流拼接在一起,獲得所有重要測量結果,從而針對患者進行個性化調整鏡框和鏡片。在這一應用中,主動鏡頭對準功能有助于精確拼接圖像,并節省測量系統生產過程的質檢工作

【技術解析】什么是主動鏡頭對準技術(Active Alignment)?的圖3

No.3

 PCR檢測設備

自新冠疫情大流行以來,聚合酶鏈式反應(PCR)在全球廣為人知。與在其他病毒檢測中一樣,PCR同樣是檢測SARS-CoV-2的黃金標準。流程通常如下:將制備好的樣品裝入孔板,用相機或傳感器檢測每一份樣品的熒光活動(見下方“倒置”圖像)。實驗室大型檢測設備和分散檢測站的小型臺式系統遵循的原理并無二異。

【技術解析】什么是主動鏡頭對準技術(Active Alignment)?的圖4

在這一應用場景下,小型S接口讓整體設計更加緊湊,降低了產品成本,而主動鏡頭對準技術則保證了生產產品的畫質精密度和穩定性——即便同一系列產品產量高達1000臺以上。

另一個重要的優勢是,對準后的鏡頭用膠水粘結,確保相機傳感器在這一步驟之后得到妥善保護,不會受到任何污染


Allied Vision主動鏡頭對準技術

上述實例證明,主動鏡頭對技術準的確可以帶來諸多增值效應。正因為如此,Allied Vision決定為Alvium相機系列提供主動鏡頭對準附加服務。

【技術解析】什么是主動鏡頭對準技術(Active Alignment)?的圖5

對準工作通過一個完全自動化流程完成。S接口鏡頭定位到Alvium相機的預制螺紋中。鏡頭通過有源傳感器和五個激光束,對準有源傳感器陣列中心。您可根據自身要求,基于鏡頭/傳感器上的5個MTF(模塊化傳輸功能)點確定對準標準。鏡頭移動到理想位置后,即膠粘在此處。

這一流程兼具準確度和清潔度,是人工流程所難以企及的。在產線末端,會生成一個測試圖像,證明實現了對準公差。每臺Alvium相機的測量數據都記錄在數據庫中,供客戶查閱。



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