¿Cómo seleccionar parámetros para lentes telecéntricos?

A medida que la aplicación de la visión artificial en la medición de precisión, la inspección dimensional y la inspección de alta consistencia continúa profundizándose, las lentes telecéntricas se están convirtiendo gradualmente en los componentes ópticos centrales en los sistemas de inspección visual de alta gama debido a sus ventajas de baja distorsión, aumento constante y eliminación de errores de perspectiva. Sin embargo, frente a los diferentes tipos y configuraciones de parámetros de lentes telecéntricas, cómo seleccionar científicamente en función de las necesidades reales se ha convertido en una cuestión clave para muchos usuarios.

Tipos e ideas de selección de lentes telecéntricas.

Según la definición de telecentricidad, las lentes telecéntricas se dividen principalmente en tres categorías: lentes telecéntricas del lado del objeto, lentes telecéntricas del lado de la imagen y lentes bitelecéntricas. Entre ellos, la telecentricidad del lado del objeto y la telecentricidad del lado de la imagen corresponden a la pupila de entrada y la pupila de salida en el infinito respectivamente, mientras que la lente bitelecéntrica tiene características de telecentricidad tanto del lado del objeto como de la imagen, y es la más utilizada en escenarios de medición de alta precisión.

por lo tanto,El núcleo de la selección de lentes telecéntricas radica en: aclarar los requisitos de la aplicación y hacer coincidir con precisión los requisitos con el tipo y los parámetros de la lente, en lugar de simplemente perseguir la 'telecentricidad' en sí.

¿Cuándo hay que elegir una lente telecéntrica?

Basado en el principio de la óptica telecéntrica y sus ventajas en aplicaciones prácticas, las lentes telecéntricas suelen ser una mejor opción cuando el objeto de detección o las condiciones de detección cumplen las siguientes condiciones:

El objeto a medir tiene un cierto espesor y necesita detectar las dimensiones de altura o espesor;

El objetivo medido no se encuentra en el mismo plano de medición;

Existe incertidumbre sobre la distancia de trabajo entre el objeto y la lente;

Necesidad de detectar objetivos con aperturas o estructuras tridimensionales obvias;

Altos requisitos de distorsión de imágenes y consistencia del brillo;

Los defectos sólo pueden identificarse de forma estable bajo condiciones de iluminación paralela.

En el escenario anterior, las lentes industriales comunes son propensas a introducir errores de medición debido a efectos de perspectiva y cambios de aumento, mientras que las lentes telecéntricas pueden eliminar efectivamente estos efectos.

Análisis de parámetros clave para la selección de lentes telecéntricos.

Una vez que esté claro que necesita utilizar una lente telecéntrica, debe centrarse en los siguientes parámetros básicos para garantizar una alta coincidencia entre la lente, la cámara y el escenario de aplicación.

1. Tamaño del objeto (rango del campo de visión)
El tamaño del objeto determina el rango de disparo que la lente puede cubrir y debe seleccionarse razonablemente en función del tamaño real del objeto que se está midiendo.

2. Tamaño del cuadrado de la imagen (tamaño de la superficie objetivo de la cámara)
El tamaño del cuadrado de la imagen debe coincidir con el tamaño del chip CCD/CMOS de la cámara. Cuanto mayor sea la superficie de imagen de una lente telecéntrica, mayor será el coste; si la superficie de la imagen de la lente es mayor que la diagonal del chip, provocará una pérdida de costos; si es más pequeño que la diagonal del chip, pueden producirse problemas de viñeteado o esquinas negras.

3. La distancia de trabajo
es la distancia entre el extremo frontal de la lente y el objeto que se está midiendo. Este parámetro afecta directamente a la estructura de instalación del sistema y al diseño general.

4. Resolución y tamaño de píxel
La resolución de la lente debe cumplir con los requisitos de tamaño de píxel de la cámara. De lo contrario, incluso si la resolución de la cámara es alta, no se podrá obtener información detallada real y efectiva.

5. Requisitos de profundidad de campo
La profundidad de campo de una lente telecéntrica está estrechamente relacionada con el aumento. Cuanto mayor sea el aumento, menor será la profundidad de campo. Es necesario lograr un equilibrio razonable entre la precisión de la medición y la profundidad de campo disponible al seleccionar.

6. Tipo de interfaz
Las lentes telecéntricas generalmente utilizan interfaces industriales estándar, como montura C, montura F, M42, M58, etc. El tipo de interfaz no solo determina el método de conexión física, sino que también implica la coincidencia de distancia de brida estándar. Generalmente, las cámaras con superficies objetivo de 1,2 pulgadas o menos utilizan principalmente montura C.

7. Ampliación
La ampliación óptica se puede calcular mediante el 'tamaño del chip/tamaño real del campo de visión'. De acuerdo con el tamaño del objeto a medir y la resolución requerida, seleccione la combinación adecuada de lente y cámara para determinar un aumento razonable. Al mismo tiempo, se debe prestar atención al impacto de los cambios de aumento en la profundidad de campo.

8. Capacidad de control de la distorsión
Las lentes telecéntricas de alta calidad generalmente controlan la distorsión por debajo del 0,1% mediante estrictos procesos de diseño óptico y fabricación, e incluso logran imágenes casi sin distorsión, lo que proporciona una garantía confiable para mediciones de alta precisión.

Escenario de aplicación: lente telecéntrica

Con capacidades de obtención de imágenes estables y precisas, las lentes telecéntricas desempeñan un papel importante en múltiples industrias de alto nivel:

La medición dimensional de precisión,
como piezas de teléfonos móviles, rodamientos de precisión y medición de espaciado de pines de conectores, se basa en imágenes de baja distorsión y sin paralaje.

Detección de defectos en la superficie
Los píxeles defectuosos de la pantalla LCD, los rayones en el vidrio y la detección de picaduras en la superficie metálica dependen de una alta resolución y una iluminación uniforme.

El posicionamiento y la guía automatizados
de robots para la captura de chips y el posicionamiento de parches SMT requieren una profundidad de campo y una estabilidad de imagen extremadamente altas.

La alineación de obleas en la fabricación de semiconductores y productos electrónicos
, la inspección de bolas de soldadura BGA y la inspección de calidad de orificios pasantes de PCB a menudo requieren capacidades de alta magnificación y de imágenes en el infrarrojo cercano.

Aplicaciones como el análisis de chips de microfluidos de investigación biomédica y científica
y la clasificación de pastillas se basan en imágenes precisas sin distorsión de la perspectiva.

Sugerencias de selección y uso.

Para garantizar el mejor rendimiento de las lentes telecéntricas en aplicaciones prácticas, se recomienda prestar atención a los siguientes puntos:

Aclare los requisitos básicos,
incluido el tamaño del campo de visión, el límite de distancia de trabajo, la precisión de la detección (resolución/distorsión) y la longitud de onda de trabajo.

Haga coincidir el sensor de la cámara
y confirme el campo de visión máximo del objeto correspondiente a diferentes tamaños de superficie objetivo (como 1,5', 28,2 mm, 32,6 mm) de acuerdo con la tabla de datos de la lente para garantizar una cobertura completa del chip de la cámara.

Accesorios de interfaz y montaje
: elija la versión F o M42 según la interfaz de la cámara y combine el soporte de montaje estándar d para mejorar la estabilidad del sistema.

La combinación de iluminación y apertura
optimiza la profundidad de campo y el brillo a través de una apertura variable y se combina con una fuente de luz telecéntrica o retroiluminación paralela para mejorar aún más la consistencia de la imagen.

Precauciones para aplicaciones de infrarrojos
Si trabaja en la banda de 800–900 nm, debe ajustar la distancia de trabajo de acuerdo con las observaciones, y reenfocar y calibrar.

La selección de lentes telecéntricas no es una simple coincidencia de parámetros, sino que requiere una consideración integral de varios factores, como las características del objeto que se está midiendo, los requisitos de precisión de detección, los parámetros de la cámara, la estructura del sistema y las condiciones ópticas y de instalación en el sitio.Zhixiang Vision equipa a los clientes con lentes telecéntricas, configurará el sistema de acuerdo con su principio de funcionamiento para construir una solución de inspección por visión artificial estable y de alta precisión. Cuando Esto le permite aprovechar al máximo las ventajas de las lentes telecéntricas en mediciones de precisión y pruebas de consistencia. Con la mejora continua de los requisitos de precisión y rendimiento para la inspección industrial, las lentes telecéntricas se están convirtiendo gradualmente en una opción de configuración en los sistemas de visión artificial de alta gama.