60 / 108
עשור האחרון חלה התפתחות
אדירה בכל הנוגע לטכנולוגיית
חיישני הדמיה, התפתחות זו כללה גם
כמובן הקטנה של גודל הפיקסל. עובדה
Machine
Vision
זו מצוינת עבור תחום ה-
אך עם זאת היא יוצרת מספר אתגרים
ייחודיים אשר האופטיקה במערכת צריכה
לפצות עליה.
בעוד פיקסל קטן יותר לעיתים קרובות
משמעותו רזולוציית (כושר הפרדה)
מערכת גבוהה יותר, זה לא תמיד נכון
כאשר המערכת מכילה גם אופטיקה. ללא
התייחסות לדיפרקציה (הִשׁתַבְּרוּת) או
לשגיאה האופטית במערכת, הרזולוציה
תהיה תלויה אך ורק בגודל הפיקסל וגודל
ניתן לראות
1
האובייקט הנצפה. באיור מס
שני אובייקטים שונים הנצפים על ידי
אותה מערכת הכוללים מצלמה ועדשה.
על מנת להפריד זוג אובייקטים, צריך
להיות בניהם מרווח מספיק ובכך למנוע
שהאובייקטים ימוקמו על פיקסלים
סמוכים זה לזה, אחרת לא יהיה ניתן
להבדיל בין אובייקט לאובייקט. אם
אובייקט תופס מקום של פיקסל אחד
בדיוק, ההפרדה ביניהם צריכה להיות גם
היא מרווח של פיקסל אחד. דוגמא זו
(מידה של שני
Line Pair
מובילה לרעיון של
כיצד גודל קטן יותרשל פיקסל משפיעעל
בחירתעדשה
פיקסלים). יותר מדויק למדוד את
Line
הרזולוציה של המערכת במידה של
) מאשר למדוד במגה
lp
/
mm
(
Pairs per mm
פיקסלים. למשל, מידה אופיינית של
. תדירות הרזולוציה
3.45
μm
פיקסל היא
,145
lp
/
mm
~
עבור מידת פיקסל כזה היא
של
2-
והיא ניתנת לחישוב על ידי הכפלה ב
גודל הפיקסל והמרה שלו לתדר. בעקבות
כך, ככל שגודל הפיקסל יהיה קטן יותר, כך
הרזולוציה תהיה גבוהה יותר. עם זאת,
מצב זה מתעלם מרעשים ותופעות של
העדשות במערכת.
עדשות ורזולוציה
לעדשות יש מפרט רזולוציה משלהן, אך
הוא לא כל כך פשוט להבנה כמו חיישנים
מהסיבה הפשוטה שאין דבר מוחשי כמו
פיקסל. הדרך הכי טובה להבין איך עדשה
תעבוד עם חיישן מסוים היא למדוד את
הרזולוציה שלה עם מטרת רזולוציה
.
USAF
1951
ניתן לראות שני סוגים של
2 '
באיור מס
מצלמות שונות.
3
איורים שנלקחו על ידי
4-
בסוג הראשון התמונות המאופיינות ב
פיקסלים/מוצג (האיורים העליונים),
פיקסלים/מוצג
2-
והסוג השני מאופיינות ב
(התמונות התחתונות). מהתמונות ניתן
Edmund Optics ,
ניק שישקה
לראות שביצועי המערכת המיטביים נלקחו
על ידי המצלמה בעלת הפיקסל הגדול
יותר. כלומר, ככל שגודל הפיקסל קטן, כך
הניגודיות יורדת באופן משמעותי.
בסופו של דבר, ישנם שני מאפיינים
מגבילים שקובעים את רזולוציית העדשה:
דיפרקציה ואברציות הקיימות בכל מערכת
אופטית, דיפרקציה מגבילה את הביצועים
המקסימליים שעדשה יכולה להשיג בתלות
/# ואורך גל של התאורה בה משתמשים.
f
ב-
cutoff
כל עדשה מאופיינת בתדירות קטעון,
) הנקבעת על ידי אותה דיפרקציה.
lp
/
mm
(
עם זאת, כאשר העדשה עובדת עם
), סביר
≤
f
/5.6(
דיפרקציה אופטית גבוהה
יהיה שאברציות אופטיות הם אלה שיהיו
הגורם המגביל ולאו דווקא גבול הרזולוציה
התיאורטי של העדשה. העדשות בדרך כלל
לא מתנהגות לפי גבול הרזולוציה
התיאורטי שלהם.
שיטת העבודה המומלצת ביותר היא לעבוד
ניגודיות במערכת הדמיה, כל
20%
בלפחות
יהיה רגיש
20%-
ערך ניגודיות מתחת ל
מידי לרעשים. האיור שנלקחה על ידי
באיור
2.2
μm
מצלמה בעלת פיקסל בגודל
. ערך זה
8.8%
בעלת ניגודיות של
2 '
מס
נמוך מידי על מנת שיהיה ניתן להסתמך על
המידע עבור גודל אובייקט התואם לפיקסל
ב
Machine Vision
מוסף מיוחד
New-Tech Magazine l 60