Jak vybrat parametry pro telecentrické čočky?

Vzhledem k tomu, že se aplikace strojového vidění v oblasti přesného měření, rozměrové kontroly a kontroly vysoké konzistence stále prohlubuje, stávají se telecentrické čočky postupně základními optickými součástmi špičkových systémů vizuální kontroly díky svým výhodám nízkého zkreslení, konstantního zvětšení a eliminace perspektivních chyb. Tváří v tvář různým typům a konfiguracím parametrů telecentrických čoček se však pro mnoho uživatelů stalo klíčovou otázkou, jak vědecky vybrat na základě skutečných potřeb.

Typy a nápady výběru telecentrických čoček

Z definice telecentricity se telecentrické čočky dělí hlavně do tří kategorií: telecentrické čočky na straně objektu, telecentrické čočky na straně obrazu a bi-telecentrické čočky. Mezi nimi telecentricita na straně objektu a telecentricita na straně obrazu odpovídají vstupní pupile a výstupní pupile v nekonečnu, zatímco bi-telecentrická čočka má vlastnosti telecentricity na straně objektu i na straně obrazu a je nejrozšířenější ve scénářích vysoce přesného měření.

proto,Základem výběru telecentrických čoček je: vyjasnění požadavků na aplikaci a přesné sladění požadavků s typem čoček a parametry, spíše než pouhé sledování samotné 'telecentricity'.

Kdy je potřeba zvolit telecentrický objektiv?

Na základě principu telecentrické optiky a jejích výhod v praktických aplikacích jsou telecentrické čočky často lepší volbou, když detekční objekt nebo podmínky detekce splňují následující podmínky:

Objekt, který má být měřen, má určitou tloušťku a potřebuje zjistit rozměry výšky nebo tloušťky;

Měřený cíl není umístěn ve stejné rovině měření;

Existuje nejistota ohledně pracovní vzdálenosti od objektu k čočce;

Potřeba detekovat cíle s otvory nebo zjevnými trojrozměrnými strukturami;

Vysoké požadavky na zkreslení obrazu a konzistenci jasu;

Vady lze stabilně identifikovat pouze za paralelních světelných podmínek.

Ve výše uvedeném scénáři jsou běžné průmyslové čočky náchylné k zavádění chyb měření v důsledku perspektivních efektů a změn zvětšení, zatímco telecentrické čočky mohou tyto efekty účinně eliminovat.

Analýza klíčových parametrů pro výběr telecentrické čočky

Poté, co je jasné, že potřebujete použít telecentrický objektiv, musíte se zaměřit na následující základní parametry, abyste zajistili vysokou shodu mezi objektivem, fotoaparátem a scénářem aplikace.

1. Velikost objektu (rozsah zorného pole)
Velikost objektu určuje rozsah střelby, který může objektiv pokrýt, a měla by být zvolena rozumně na základě skutečné velikosti měřeného objektu.

2. Čtvercová velikost snímku (velikost cílového povrchu kamery)
Čtvercová velikost snímku musí odpovídat velikosti čipu CCD/CMOS kamery. Čím větší je obrazový povrch telecentrické čočky, tím vyšší je obvykle cena; pokud je obrazový povrch objektivu větší než úhlopříčka čipu, způsobí to plýtvání náklady; pokud je menší než úhlopříčka čipu, může dojít k problémům s vinětací nebo černými rohy.

3. Pracovní vzdálenost
je vzdálenost mezi předním koncem čočky a měřeným objektem. Tento parametr přímo ovlivňuje strukturu instalace systému a celkové uspořádání.

4. Rozlišení a velikost pixelů
Rozlišení objektivu musí splňovat požadavky na velikost pixelů fotoaparátu. Jinak, i když je rozlišení kamery vysoké, nelze získat skutečné a efektivní podrobné informace.

5. Požadavky na hloubku ostrosti
Hloubka ostrosti telecentrické čočky úzce souvisí se zvětšením. Čím větší zvětšení, tím menší hloubka ostrosti. Při výběru je třeba najít rozumnou rovnováhu mezi přesností měření a dostupnou hloubkou ostrosti.

6. Typ rozhraní
Telecentrické objektivy obvykle používají standardní průmyslová rozhraní, jako je C-mount, F-mount, M42, M58 atd. Typ rozhraní určuje nejen fyzický způsob připojení, ale také zahrnuje standardní přizpůsobení vzdálenosti příruby. Obecně platí, že kamery s cílovými plochami 1,2 palce a menší většinou používají C-mount.

7. Zvětšení
Optické zvětšení lze vypočítat jako 'velikost čipu/skutečná velikost zorného pole'. Podle velikosti měřeného objektu a požadovaného rozlišení vyberte vhodnou kombinaci objektivu a fotoaparátu, abyste určili přiměřené zvětšení. Zároveň je třeba věnovat pozornost vlivu změn zvětšení na hloubku ostrosti.

8. Schopnost kontroly zkreslení
Vysoce kvalitní telecentrické čočky obvykle kontrolují zkreslení pod 0,1 % prostřednictvím přísných optických návrhů a výrobních procesů a dokonce dosahují zobrazení téměř bez zkreslení, což poskytuje spolehlivou záruku pro vysoce přesná měření.

Scénář použití: telecentrická čočka

Díky stabilním a přesným zobrazovacím schopnostem hrají telecentrické čočky důležitou roli v mnoha špičkových odvětvích:

Přesné měření rozměrů,
jako jsou díly mobilních telefonů, přesná ložiska a měření vzdálenosti konektorů, se opírá o zobrazování s nízkým zkreslením a bez paralaxy.

Detekce povrchových defektů
Vadné pixely LCD obrazovky, škrábance na skle a detekce důlků na kovovém povrchu spoléhají na vysoké rozlišení a rovnoměrné osvětlení.

Automatizované polohování a navádění
robotů pro uchopování čipů a polohování SMT patchů vyžaduje extrémně vysokou hloubku ostrosti a stabilitu obrazu.

Zarovnání waferů při výrobě polovodičů a elektroniky
, kontrola pájecích kuliček BGA a kontrola kvality průchozích otvorů PCB často vyžadují velké zvětšení a možnosti zobrazování v blízké infračervené oblasti.

Aplikace jako biomedicínský a vědecký výzkum
mikrofluidní čipová analýza a třídění pilulek spoléhají na přesné zobrazování bez zkreslení perspektivy.

Návrhy na výběr a použití

Pro zajištění nejlepšího výkonu telecentrických čoček v praktických aplikacích se doporučuje věnovat pozornost následujícím bodům:

Ujasněte si základní požadavky
včetně velikosti zorného pole, limitu pracovní vzdálenosti, přesnosti detekce (rozlišení/zkreslení) a pracovní vlnové délky.

Přizpůsobte snímač fotoaparátu
a potvrďte maximální zorné pole objektu odpovídající různým velikostem cílového povrchu (např. 1,5', 28,2 mm, 32,6 mm) podle tabulky údajů o objektivu, abyste zajistili úplné pokrytí čipu fotoaparátu.

Rozhraní a montážní příslušenství
: Vyberte si verzi F nebo M42 podle rozhraní kamery a použijte standardní montážní držák d, abyste zlepšili stabilitu systému.

Kombinace osvětlení a clony
optimalizuje hloubku ostrosti a jas pomocí proměnné clony a v kombinaci s telecentrickým zdrojem světla nebo paralelním podsvícením dále zlepšuje konzistenci obrazu.

Opatření pro infračervené aplikace
Pokud pracujete v pásmu 800–900 nm, měli byste upravit pracovní vzdálenost podle poznámek a znovu zaostřit a zkalibrovat.

Výběr telecentrických čoček není jednoduché přizpůsobení parametrů, ale vyžaduje komplexní zvážení různých faktorů, jako jsou charakteristiky měřeného objektu, požadavky na přesnost detekce, parametry kamery, struktura systému a optické a instalační podmínky na místě.společnost Zhixiang Vision vybaví zákazníky telecentrickými čočkami, nakonfiguruje systém podle svého pracovního principu tak, aby vytvořil stabilní a vysoce přesné řešení kontroly strojového vidění. Když To mu umožňuje plně využít výhod telecentrických čoček při měření přesnosti a testování konzistence. S neustálým zlepšováním požadavků na přesnost a výkon pro průmyslovou kontrolu se telecentrické čočky postupně stávají volbou konfigurace ve špičkových systémech strojového vidění.