Καθώς η εφαρμογή της μηχανικής όρασης σε μετρήσεις ακριβείας, επιθεώρηση διαστάσεων και επιθεώρηση υψηλής συνέπειας συνεχίζει να εμβαθύνεται, οι τηλεκεντρικοί φακοί γίνονται σταδιακά τα βασικά οπτικά στοιχεία σε συστήματα οπτικής επιθεώρησης υψηλής τεχνολογίας λόγω των πλεονεκτημάτων τους στη χαμηλή παραμόρφωση, τη σταθερή μεγέθυνση και την εξάλειψη των προοπτικών σφαλμάτων. Ωστόσο, ενόψει των διαφορετικών τύπων και διαμορφώσεων παραμέτρων τηλεκεντρικών φακών, ο τρόπος επιστημονικής επιλογής με βάση τις πραγματικές ανάγκες έχει γίνει βασικό ζήτημα για πολλούς χρήστες.
Τύποι και ιδέες επιλογής τηλεκεντρικών φακών
Από τον ορισμό της τηλεκεντρικότητας, οι τηλεκεντρικοί φακοί χωρίζονται κυρίως σε τρεις κατηγορίες: τηλεκεντρικοί φακοί από την πλευρά του αντικειμένου, τηλεκεντρικοί φακοί με πλευρά εικόνας και διτηλεκεντρικοί φακοί. Μεταξύ αυτών, η τηλεκεντρικότητα από την πλευρά του αντικειμένου και η τηλεκεντρικότητα στην πλευρά της εικόνας αντιστοιχούν στην κόρη εισόδου και στην κόρη εξόδου στο άπειρο αντίστοιχα, ενώ ο δι-τηλεκεντρικός φακός έχει χαρακτηριστικά τηλεκεντρικότητας τόσο από την πλευρά του αντικειμένου όσο και από την πλευρά της εικόνας και είναι ο πιο ευρέως χρησιμοποιούμενος σε σενάρια μετρήσεων υψηλής ακρίβειας.
επομένως,Ο πυρήνας της επιλογής τηλεκεντρικού φακού έγκειται στην αποσαφήνιση των απαιτήσεων εφαρμογής και στην ακριβή αντιστοίχιση των απαιτήσεων με τον τύπο και τις παραμέτρους του φακού, αντί να επιδιώκει απλώς την ίδια την «τηλεκεντρικότητα».
Πότε πρέπει να επιλέξετε τηλεκεντρικό φακό;
Με βάση την αρχή της τηλεκεντρικής οπτικής και τα πλεονεκτήματά της σε πρακτικές εφαρμογές, οι τηλεκεντρικοί φακοί είναι συχνά καλύτερη επιλογή όταν το αντικείμενο ανίχνευσης ή οι συνθήκες ανίχνευσης πληρούν τις ακόλουθες προϋποθέσεις:
Το προς μέτρηση αντικείμενο έχει ορισμένο πάχος και πρέπει να ανιχνεύσει τις διαστάσεις ύψους ή πάχους.
Ο μετρούμενος στόχος δεν βρίσκεται στο ίδιο επίπεδο μέτρησης.
Υπάρχει αβεβαιότητα σχετικά με την απόσταση εργασίας από το αντικείμενο στον φακό.
Ανάγκη ανίχνευσης στόχων με ανοίγματα ή εμφανείς τρισδιάστατες δομές.
Υψηλές απαιτήσεις για παραμόρφωση απεικόνισης και συνέπεια φωτεινότητας.
Τα ελαττώματα μπορούν να εντοπιστούν σταθερά μόνο υπό συνθήκες παράλληλου φωτισμού.
Στο παραπάνω σενάριο, οι συνηθισμένοι βιομηχανικοί φακοί είναι επιρρεπείς στην εισαγωγή σφαλμάτων μέτρησης λόγω προοπτικών και αλλαγών μεγέθυνσης, ενώ οι τηλεκεντρικοί φακοί μπορούν να εξαλείψουν αποτελεσματικά αυτά τα φαινόμενα.
Ανάλυση βασικών παραμέτρων για την επιλογή τηλεκεντρικού φακού
Αφού καταστεί σαφές ότι πρέπει να χρησιμοποιήσετε τηλεκεντρικό φακό, πρέπει να εστιάσετε στις ακόλουθες βασικές παραμέτρους για να εξασφαλίσετε υψηλή αντιστοιχία μεταξύ του φακού, της κάμερας και του σεναρίου εφαρμογής.
1. Μέγεθος αντικειμένου (εύρος οπτικού πεδίου)
Το μέγεθος του αντικειμένου καθορίζει το εύρος λήψης που μπορεί να καλύψει ο φακός και θα πρέπει να επιλέγεται εύλογα με βάση το πραγματικό μέγεθος του αντικειμένου που μετράται.
2. Τετράγωνο μέγεθος εικόνας (μέγεθος επιφάνειας στόχου κάμερας)
Το τετράγωνο μέγεθος της εικόνας πρέπει να ταιριάζει με το μέγεθος του τσιπ CCD/CMOS της κάμερας. Όσο μεγαλύτερη είναι η επιφάνεια εικόνας ενός τηλεκεντρικού φακού, τόσο υψηλότερο είναι συνήθως το κόστος. Εάν η επιφάνεια της εικόνας του φακού είναι μεγαλύτερη από τη διαγώνιο του τσιπ, θα προκαλέσει σπατάλη κόστους. εάν είναι μικρότερο από τη διαγώνιο του τσιπ, ενδέχεται να παρουσιαστούν προβλήματα βινιέτας ή μαύρης γωνίας.
3. Η απόσταση εργασίας
είναι η απόσταση μεταξύ του μπροστινού άκρου του φακού και του αντικειμένου που μετράται. Αυτή η παράμετρος επηρεάζει άμεσα τη δομή εγκατάστασης του συστήματος και τη συνολική διάταξη.
4. Ανάλυση και μέγεθος pixel
Η ανάλυση του φακού πρέπει να πληροί τις απαιτήσεις μεγέθους pixel της κάμερας. Διαφορετικά, ακόμα κι αν η ανάλυση της κάμερας είναι υψηλή, δεν μπορούν να ληφθούν πραγματικές και αποτελεσματικές λεπτομερείς πληροφορίες.
5. Απαιτήσεις βάθους πεδίου
Το βάθος πεδίου ενός τηλεκεντρικού φακού σχετίζεται στενά με τη μεγέθυνση. Όσο μεγαλύτερη είναι η μεγέθυνση, τόσο μικρότερο είναι το βάθος πεδίου. Πρέπει να επιτευχθεί μια λογική ισορροπία μεταξύ της ακρίβειας μέτρησης και του διαθέσιμου βάθους πεδίου κατά την επιλογή.
6. Τύπος διεπαφής
Οι τηλεκεντρικοί φακοί χρησιμοποιούν συνήθως τυπικές βιομηχανικές διεπαφές, όπως C-mount, F-mount, M42, M58, κ.λπ. Ο τύπος διασύνδεσης δεν καθορίζει μόνο τη φυσική μέθοδο σύνδεσης, αλλά περιλαμβάνει επίσης την τυπική αντιστοίχιση απόστασης φλάντζας. Γενικά, οι κάμερες με επιφάνειες στόχου 1,2 ίντσες και κάτω χρησιμοποιούν κυρίως C-mount.
7. Μεγέθυνση
Η οπτική μεγέθυνση μπορεί να υπολογιστεί με 'μέγεθος τσιπ/πραγματικό μέγεθος οπτικού πεδίου'. Ανάλογα με το μέγεθος του προς μέτρηση αντικειμένου και την απαιτούμενη ανάλυση, επιλέξτε τον κατάλληλο συνδυασμό φακού αντικειμένου και κάμερας για να προσδιορίσετε μια λογική μεγέθυνση. Ταυτόχρονα, πρέπει να δοθεί προσοχή στην επίδραση των αλλαγών μεγέθυνσης στο βάθος πεδίου.
8. Δυνατότητα ελέγχου παραμόρφωσης
Οι τηλεκεντρικοί φακοί υψηλής ποιότητας συνήθως ελέγχουν την παραμόρφωση κάτω από 0,1% μέσω αυστηρών διαδικασιών οπτικού σχεδιασμού και κατασκευής, και ακόμη επιτυγχάνουν απεικόνιση σχεδόν χωρίς παραμόρφωση, παρέχοντας αξιόπιστη εγγύηση για μέτρηση υψηλής ακρίβειας.
Σενάριο εφαρμογής: τηλεκεντρικός φακός
Με σταθερές και ακριβείς δυνατότητες απεικόνισης, οι τηλεκεντρικοί φακοί διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο σε πολλαπλές βιομηχανίες υψηλής ποιότητας:
Η μέτρηση διαστάσεων ακριβείας,
όπως εξαρτήματα κινητών τηλεφώνων, ρουλεμάν ακριβείας και μέτρηση απόστασης ακίδων σύνδεσης, βασίζεται σε απεικόνιση χαμηλής παραμόρφωσης, χωρίς παράλλαξη.
Ανίχνευση επιφανειακών ελαττωμάτων
Τα ελαττωματικά εικονοστοιχεία της οθόνης LCD, οι γρατσουνιές γυαλιού και η ανίχνευση μεταλλικών επιφανειών βασίζονται σε υψηλή ανάλυση και ομοιόμορφο φωτισμό.
Η αυτοματοποιημένη τοποθέτηση και η καθοδήγηση
των ρομπότ για τη λήψη τσιπ και την τοποθέτηση ενημερωμένων εκδόσεων SMT απαιτούν εξαιρετικά υψηλό βάθος πεδίου και σταθερότητα απεικόνισης.
Η ευθυγράμμιση γκοφρέτας κατασκευής ημιαγωγών και ηλεκτρονικών ειδών
, η επιθεώρηση σφαίρας συγκόλλησης BGA και η ποιοτική επιθεώρηση μέσω οπών PCB συχνά απαιτούν υψηλή μεγέθυνση και δυνατότητες απεικόνισης κοντά στο υπέρυθρο.
Εφαρμογές όπως η βιοϊατρική και η επιστημονική έρευνα
μικρορευστοποιημένη ανάλυση τσιπ και η ταξινόμηση χαπιών βασίζονται σε ακριβή απεικόνιση χωρίς παραμόρφωση προοπτικής.
Προτάσεις επιλογής και χρήσης
Για να διασφαλίσετε την καλύτερη απόδοση των τηλεκεντρικών φακών σε πρακτικές εφαρμογές, συνιστάται να προσέχετε τα ακόλουθα σημεία:
Αποσαφηνίστε τις βασικές απαιτήσεις,
όπως το μέγεθος οπτικού πεδίου, το όριο απόστασης εργασίας, την ακρίβεια ανίχνευσης (ανάλυση/παραμόρφωση) και το μήκος κύματος εργασίας.
Ταιριάξτε τον αισθητήρα της κάμερας
και επιβεβαιώστε το μέγιστο οπτικό πεδίο αντικειμένου που αντιστοιχεί σε διαφορετικά μεγέθη επιφάνειας στόχου (όπως 1,5', 28,2 mm, 32,6 mm) σύμφωνα με τον πίνακα δεδομένων φακού για να διασφαλίσετε την πλήρη κάλυψη του τσιπ της κάμερας.
Διεπαφή και αξεσουάρ τοποθέτησης
: Επιλέξτε την έκδοση F ή M42 σύμφωνα με τη διεπαφή της κάμερας και αντιστοιχίστε την τυπική βάση στήριξης d για να βελτιώσετε τη σταθερότητα του συστήματος.
Ο συνδυασμός φωτισμού και διαφράγματος
βελτιστοποιεί το βάθος πεδίου και τη φωτεινότητα μέσω μεταβλητού διαφράγματος και συνδυάζεται με τηλεκεντρική πηγή φωτός ή παράλληλο οπίσθιο φωτισμό για περαιτέρω βελτίωση της συνέπειας της απεικόνισης.
Προφυλάξεις για εφαρμογές υπερύθρων
Εάν εργάζεστε στη ζώνη 800–900 nm, θα πρέπει να προσαρμόσετε την απόσταση εργασίας σύμφωνα με τις παρατηρήσεις και να εστιάσετε ξανά και να βαθμονομήσετε.
Η επιλογή τηλεκεντρικών φακών δεν είναι απλή αντιστοίχιση παραμέτρων, αλλά απαιτεί ολοκληρωμένη εξέταση διαφόρων παραγόντων όπως τα χαρακτηριστικά του αντικειμένου που μετράται, οι απαιτήσεις ακρίβειας ανίχνευσης, οι παράμετροι κάμερας, η δομή του συστήματος και οι συνθήκες οπτικής εγκατάστασης και εγκατάστασης.η Zhixiang Vision εξοπλίζει τους πελάτες με τηλεκεντρικούς φακούς, θα διαμορφώσει το σύστημα σύμφωνα με την αρχή λειτουργίας του για να δημιουργήσει μια σταθερή και υψηλής ακρίβειας λύση επιθεώρησης μηχανικής όρασης. Όταν Αυτό του δίνει τη δυνατότητα να αποδώσει πλήρως τα πλεονεκτήματα των τηλεκεντρικών φακών στη μέτρηση ακριβείας και στη δοκιμή συνέπειας. Με τη συνεχή βελτίωση των απαιτήσεων ακρίβειας και απόδοσης για βιομηχανική επιθεώρηση, οι τηλεκεντρικοί φακοί γίνονται σταδιακά μια επιλογή διαμόρφωσης σε συστήματα μηχανικής όρασης υψηλής τεχνολογίας.
