মেশিন ভিশন অ্যাপ্লিকেশনের জন্য সঠিক লেন্স নির্বাচন

পরিচিতি

মেশিন ভিশন আধুনিক শিল্প এবং উত্পাদন প্রক্রিয়াগুলির একটি অপরিহার্য অংশ হয়ে উঠেছে, যা স্বয়ংক্রিয়তা, গুণগত নিয়ন্ত্রণ এবং উচ্চ নির্ভুলতার সাথে পরিদর্শন কাজগুলি সম্পাদন করতে সক্ষম করে। যে কোনও মেশিন ভিশন সিস্টেমের একটি গুরুত্বপূর্ণ উপাদান হল লেন্স, যা পরবর্তী বিশ্লেষণের জন্য পরিষ্কার এবং নির্ভুল ছবি ধারণে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। মেশিন ভিশন অ্যাপ্লিকেশনের মোট কার্যকারিতা এবং কার্যক্ষমতা নিশ্চিত করতে সঠিক লেন্স নির্বাচন অত্যন্ত প্রয়োজনীয়। এই নিবন্ধটি মেশিন ভিশনের জন্য লেন্স নির্বাচনের সময় বিবেচনা করা উচিত প্রধান কয়েকটি নির্ণায়ক উপাদান এবং বিভিন্ন ধরনের লেন্স ও তাদের অ্যাপ্লিকেশনগুলি নিয়ে আলোচনা করবে।

লেন্স নির্বাচনে প্রধান নির্ণায়ক উপাদান

ফিল্ড অফ ভিউ (FOV)

দৃষ্টিক্ষেত্র হল সেই অঞ্চল যা ক্যামেরা এবং লেন্স দ্বারা ধরা যায়। এটি কাজের দূরত্ব (লেন্স এবং ছবি তোলা বস্তুর মধ্যে দূরত্ব) এবং লেন্সের ফোকাল দৈর্ঘ্য দ্বারা নির্ধারিত হয়। প্রশস্ত দৃষ্টিক্ষেত্র বৃহৎ স্থান পর্যবেক্ষণের জন্য উপযোগী, যেমন বৃহদাকার শিল্প পরিদর্শন বা গোয়েন্দাগিরির ক্ষেত্রে। উদাহরণস্বরূপ, খাদ্য প্যাকেজিং কারখানায়, প্রশস্ত-দৃষ্টিক্ষেত্র লেন্স ব্যবহার করে সম্পূর্ণ প্যাকেজিং লাইন পর্যবেক্ষণ করা যায় যাতে নিশ্চিত করা যাবে যে সমস্ত পণ্য ঠিকভাবে প্যাকেজ করা হয়েছে।

রেজোলিউশন

লেন্সের রেজোলিউশন বলতে ছবির ক্ষুদ্র বিস্তারিত জিনিসগুলি পার্থক্য করার ক্ষমতাকে বোঝায়। সঠিক পরিমাপ অথবা ছোট বৈশিষ্ট্যগুলি শনাক্তকরণের প্রয়োজনীয়তা থাকা অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে উচ্চ-রেজোলিউশন লেন্সগুলি আবশ্যিক। উদাহরণস্বরূপ, অর্ধপরিবাহী উৎপাদন প্রক্রিয়ায়, একটি সিলিকন ওয়েফারের উপরে ক্ষুদ্র সার্কিটগুলি পরিদর্শনের জন্য উচ্চ রেজোলিউশন সম্পন্ন লেন্সের প্রয়োজন হয়। লেন্সের রেজোলিউশনকে প্রায়শই লাইন জোড়া/মিলিমিটার (lp/mm) এককে নির্দিষ্ট করা হয়। একটি উচ্চ lp/mm মান উত্তম-রেজোলিউশন সম্পন্ন লেন্সকে নির্দেশ করে। লেন্সের রেজোলিউশন এবং ক্যামেরা সেন্সরের রেজোলিউশন মিলিয়ে নেওয়া গুরুত্বপূর্ণ। যদি লেন্সের রেজোলিউশন সেন্সরের রেজোলিউশনের চেয়ে কম হয়, তবে সেন্সরের সম্পূর্ণ সম্ভাবনা ব্যবহার করা হবে না।

ফিল্ড অফ ডিপথ (DoF)

ক্ষেত্র গভীরতা হল লেন্স থেকে দূরত্বের পরিসর, যার মধ্যে বস্তুগুলি চিত্রে যথেষ্ট তীক্ষ্ণ দেখায়। যখন বিভিন্ন দূরত্বে বস্তু থাকে অথবা বস্তুর অবস্থানে কিছু পার্থক্য থাকে তখন বড় ক্ষেত্র গভীরতা কাজে আসে। 3D প্রিন্টিং পরিদর্শন সিস্টেমে, যেখানে প্রিন্ট করা অংশগুলির উচ্চতা ভিন্ন হয়, বড় ক্ষেত্র গভীরতা সহ একটি লেন্স দিয়ে বস্তুর সব অংশ ফোকাসে রাখা যেতে পারে। ক্ষেত্র গভীরতা একাধিক কারণের দ্বারা প্রভাবিত হয়, যেমন ফোকাসের দৈর্ঘ্য, অ্যাপারচার আকার এবং কার্যকরী দূরত্ব। সাধারণত, কম ফোকাসের দৈর্ঘ্য, ছোট অ্যাপারচার (উচ্চ f-সংখ্যা), এবং বড় কার্যকরী দূরত্ব বড় ক্ষেত্র গভীরতা তৈরি করে।

বিকৃতি

একটি লেন্সের বিকৃতি একটি সোজা রেখার বস্তুর ছবিকে বাঁকানো দেখায়। বিকৃতির দুটি প্রধান ধরন হল: ব্যারেল বিকৃতি, যেখানে ছবিটি ধারে বাইরের দিকে ফুলে যাওয়ার মতো দেখায়, এবং পিনকাশন বিকৃতি, যেখানে ছবিটি ধারে ভিতরের দিকে সংকুচিত হওয়ার মতো দেখায়। যেসব অ্যাপ্লিকেশনে সঠিক জ্যামিতিক পরিমাপ গুরুত্বপূর্ণ, যেমন মেট্রোলজি বা রোবোটিকস গাইডেন্সে, কম বিকৃতি সহ লেন্সগুলি আবশ্যিক। উদাহরণ হিসাবে, রোবটিক বাহু পিকিং সিস্টেমে, বস্তুগুলির অবস্থান এবং অভিমুখ সঠিকভাবে চিহ্নিত করতে ন্যূনতম বিকৃতি সহ লেন্সের প্রয়োজন হয়।

কাজের দূরত্ব

কাজের দূরত্ব হল লেন্সের সামনের অংশ থেকে চিত্রিত বস্তুর দূরত্ব। এটি অ্যাপ্লিকেশনের প্রয়োজনীয়তা দ্বারা নির্ধারিত হয়। কিছু অ্যাপ্লিকেশন, যেমন প্রিন্টেড সার্কিট বোর্ডের উপর ছোট উপাদানগুলি পরিদর্শন করা, একটি খুব ছোট কাজের দূরত্বের প্রয়োজন হতে পারে, যেখানে অন্যগুলি, যেমন বৃহদাকার বহিরঙ্গন এলাকা পর্যবেক্ষণ করা, দীর্ঘ কাজের দূরত্বের প্রয়োজন হয়। কাজের দূরত্ব অন্যান্য লেন্স পরামিতিগুলিকেও প্রভাবিত করে, যেমন দৃষ্টিক্ষেত্র এবং ফোকাসের গভীরতা।

মাউন্টিং এবং সামঞ্জস্যতা

লেন্সটি অবশ্যই ক্যামেরার সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ হতে হবে যা ব্যবহার করা হচ্ছে। বিভিন্ন ক্যামেরার বিভিন্ন ধরনের মাউন্ট আছে, যেমন C - মাউন্ট, CS - মাউন্ট বা F - মাউন্ট। এটি নিশ্চিত করা গুরুত্বপূর্ণ যে লেন্সটির ক্যামেরাটি সুরক্ষিতভাবে ফিট করার জন্য সঠিক মাউন্ট রয়েছে। তদুপরি, লেন্সটি ক্যামেরার সেন্সর আকারের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ হওয়া উচিত। সেন্সরের তুলনায় ছোট ইমেজ সার্কেল সহ একটি লেন্স ব্যবহার করা সেন্সরের কোণাগুলিতে আলোকপাত (ছবির কোণাগুলি গাঢ় হওয়া) বা সম্পূর্ণ আবরণের অভাব ঘটাতে পারে।

মেশিন ভিশন লেন্সের প্রকারভেদ

নির্দিষ্ট-ফোকাল-দৈর্ঘ্য লেন্সসমূহ

নির্দিষ্ট-ফোকাল-দৈর্ঘ্য লেন্স, যা প্রাইম লেন্স নামেও পরিচিত, একটি একক, অপরিবর্তিত ফোকাল দৈর্ঘ্য নিয়ে কাজ করে। এগুলোর গঠন আপেক্ষিকভাবে সহজ এবং সচরাচর রেজোলিউশন ও কম ডিসটরশনের দিক থেকে উচ্চ অপটিক্যাল পারফরম্যান্স প্রদান করে। এই ধরনের লেন্সসমূহ সেসব অ্যাপ্লিকেশনের জন্য উপযুক্ত যেখানে দৃষ্টিক্ষেত্র (ফিল্ড অফ ভিউ) এবং কার্যকরী দূরত্ব (ওয়ার্কিং ডিস্ট্যান্স) নির্দিষ্ট থাকে। উদাহরণস্বরূপ, একটি গ্রোসারি স্টোরের চেকআউটে বারকোড পাঠক সিস্টেমে, একটি নির্দিষ্ট দূরত্বে বারকোডের স্পষ্ট ছবি তোলার জন্য নির্দিষ্ট-ফোকাল-দৈর্ঘ্য লেন্স ব্যবহার করা যেতে পারে।

জুম লেন্স

জুম লেন্সগুলি ব্যবহারকারীকে ফোকাল দৈর্ঘ্য পরিবর্তন করতে দেয়, যা আবার দৃষ্টিক্ষেত্র পরিবর্তন করে। এটি ক্যামেরার বিভিন্ন অঞ্চল বা বস্তু বিভিন্ন দূরত্বে ধরা পড়লে এমন অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য এটিকে বহুমুখী করে তোলে। একটি নিরাপত্তা তদন্ত ব্যবস্থায়, জুম লেন্সটি কোনও ভবনের বিভিন্ন অংশে ফোকাস করতে বা চলমান বস্তুগুলি ট্র্যাক করতে সামঞ্জস্য করা যেতে পারে। তবে, বিশেষত রেজোলিউশন এবং বিকৃতির দিক থেকে, নির্দিষ্ট-ফোকাল-দৈর্ঘ্য লেন্সের তুলনায় জুম লেন্সগুলি অপটিক্যাল পারফরম্যান্সের একই মান দিতে পারে না।

টেলিসেন্ট্রিক লেন্স

টেলিসেন্ট্রিক লেন্সগুলি নির্মিত হয় যাতে নির্দিষ্ট পরিসরের মধ্যে বস্তুর দূরত্বের পরিবর্তনেও স্থির বিবর্ধন থাকে। এটি ঠিক মাত্রার মাপজোখের প্রয়োজনীয়তা থাকা অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য উপযুক্ত করে তোলে, যেমন উৎপাদিত অংশগুলির গুণগত নিয়ন্ত্রণে। একটি নির্ভুল মেশিনিং কারখানায়, টেলিসেন্ট্রিক লেন্সগুলি উচ্চ নির্ভুলতার সাথে মেশিনযুক্ত উপাদানগুলির মাত্রা পরিমাপ করতে ব্যবহার করা যেতে পারে, কারণ এগুলি পার্শ্বচিত্রের বিকৃতির প্রভাবগুলি দূর করে।

ম্যাক্রো লেন্স

ম্যাক্রো লেন্সগুলি ক্লোজ-আপ ফটোগ্রাফির জন্য অপটিমাইজড এবং উচ্চ বিবর্ধন অনুপাত অর্জনে সক্ষম। ছোট বস্তু বা ক্ষুদ্র বিবরণ পরীক্ষা করার প্রয়োজনীয়তা থাকা অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে এগুলি ব্যবহৃত হয়, যেমন গয়না পরিদর্শন বা জৈবিক নমুনা ইমেজিংয়ে। গয়না উত্পাদন প্রক্রিয়ায়, ম্যাক্রো লেন্সগুলি ব্যবহার করে রত্ন স্থাপনের জটিল বিবরণ বা ধাতুর কাজের মান পরীক্ষা করা যেতে পারে।

উপসংহার

মেশিন ভিশন অ্যাপ্লিকেশনের জন্য সঠিক লেন্স নির্বাচন এমন একটি জটিল প্রক্রিয়া যাতে একাধিক দিক বিবেচনা করা হয়। ফিল্ড অফ ভিউ, রেজোলিউশন, ডেপথ অফ ফিল্ড, বিকৃতি, কার্যকরী দূরত্ব, মাউন্টিং সামঞ্জস্য, এবং পরিবেশগত প্রয়োজনীয়তা সতেজে মূল্যায়ন করে প্রকৌশলী এবং সিস্টেম ইন্টিগ্রেটরদের এমন একটি লেন্স নির্বাচন করা সম্ভব হয় যা মেশিন ভিশন সিস্টেমের কার্যকারিতা অপ্টিমাইজ করবে। যেটি শিল্প স্বয়ংক্রিয়তা, মান নিয়ন্ত্রণ বা বৈজ্ঞানিক গবেষণার জন্যই হোক না কেন, সঠিক লেন্স নির্বাচন হল আরও বিশ্লেষণ ও সিদ্ধান্ত গ্রহণের জন্য সঠিক এবং নির্ভরযোগ্য ছবির তথ্য প্রাপ্তির চাবিকাঠি।