چگونه پارامترهای لنزهای دور مرکزی را انتخاب کنیم؟

همانطور که کاربرد بینایی ماشین در اندازه‌گیری دقیق، بازرسی ابعادی و بازرسی با قوام بالا همچنان عمیق‌تر می‌شود، لنزهای دور مرکزی به دلیل مزایای اعوجاج کم، بزرگ‌نمایی ثابت و حذف خطاهای پرسپکتیو به تدریج به اجزای اصلی نوری در سیستم‌های بازرسی بصری پیشرفته تبدیل می‌شوند. با این حال، در مواجهه با انواع مختلف و تنظیمات پارامترهای لنزهای دور مرکزی، نحوه انتخاب علمی بر اساس نیازهای واقعی به موضوعی کلیدی برای بسیاری از کاربران تبدیل شده است.

انواع و ایده های انتخاب لنزهای دور مرکزی

از تعریف دور مرکزی، لنزهای دور مرکزی عمدتا به سه دسته تقسیم می شوند: لنزهای تله مرکزی سمت شی، لنزهای تله مرکزی سمت تصویر و لنزهای دو تله مرکزی. در میان آنها، دور مرکزیت سمت شی و دور مرکزیت سمت تصویر به ترتیب با مردمک ورودی و مردمک خروجی در بی نهایت مطابقت دارد، در حالی که عدسی دو تله سانتریک دارای ویژگی های دور مرکزی سمت شی و سمت تصویر است و بیشترین استفاده را در سناریوهای اندازه گیری با دقت بالا دارد.

بنابراین،هسته اصلی انتخاب لنزهای دور مرکزی در این است: شفاف سازی الزامات کاربرد و تطبیق دقیق الزامات با نوع و پارامترهای لنز، به جای اینکه صرفاً خود 'تله مرکزی' را دنبال کنیم.

چه زمانی باید لنز تله سانتریک انتخاب کرد؟

بر اساس اصل اپتیک از راه دور و مزایای آن در کاربردهای عملی، لنزهای تله‌سانتریک اغلب زمانی انتخاب بهتری هستند که جسم تشخیص یا شرایط تشخیص شرایط زیر را داشته باشد:

جسم مورد اندازه گیری دارای ضخامت معینی است و نیاز به تشخیص ارتفاع یا ابعاد ضخامت دارد.

هدف اندازه گیری شده در همان صفحه اندازه گیری قرار ندارد.

عدم قطعیت در مورد فاصله کاری از جسم تا لنز وجود دارد.

نیاز به شناسایی اهداف با دیافراگم یا ساختارهای سه بعدی آشکار.

الزامات بالا برای اعوجاج تصویر و ثبات روشنایی؛

عیوب فقط در شرایط نور موازی قابل شناسایی هستند.

در سناریوی فوق، لنزهای صنعتی معمولی به دلیل اثرات پرسپکتیو و تغییرات بزرگنمایی مستعد خطاهای اندازه گیری هستند، در حالی که لنزهای دور مرکزی می توانند به طور موثر این اثرات را از بین ببرند.

تجزیه و تحلیل پارامترهای کلیدی برای انتخاب لنز دور مرکزی

بعد از اینکه مشخص شد که باید از یک لنز دور مرکزی استفاده کنید، باید روی پارامترهای اصلی زیر تمرکز کنید تا از تطابق زیاد بین لنز، دوربین و سناریوی برنامه اطمینان حاصل کنید.

1. اندازه جسم (محدوده میدان دید)
اندازه جسم محدوده عکسبرداری را که لنز می تواند پوشش دهد تعیین می کند و باید به طور منطقی بر اساس اندازه واقعی جسم مورد اندازه گیری انتخاب شود.

2. اندازه مربع تصویر (اندازه سطح هدف دوربین)
اندازه مربع تصویر باید با اندازه تراشه CCD/CMOS دوربین مطابقت داشته باشد. هر چه سطح تصویر یک لنز دور مرکزی بزرگتر باشد، معمولاً هزینه آن بیشتر است. اگر سطح تصویر لنز بزرگتر از مورب تراشه باشد، باعث اتلاف هزینه می شود. اگر کوچکتر از مورب تراشه باشد، ممکن است مشکلاتی در گوشه سیاه و سفید ایجاد شود.

3. فاصله کاری
فاصله بین انتهای جلویی لنز و جسم مورد اندازه گیری است. این پارامتر مستقیماً بر ساختار نصب سیستم و طرح کلی تأثیر می گذارد.

4. وضوح و اندازه پیکسل
وضوح لنز باید مطابق با الزامات اندازه پیکسل دوربین باشد. در غیر این صورت، حتی اگر وضوح دوربین بالا باشد، نمی توان اطلاعات دقیق واقعی و موثری به دست آورد.

5. نیازهای عمق میدان
عمق میدان لنزهای دور مرکزی ارتباط نزدیکی با بزرگنمایی دارد. هر چه بزرگنمایی بیشتر باشد، عمق میدان کمتر است. هنگام انتخاب باید تعادل معقولی بین دقت اندازه گیری و عمق میدان موجود برقرار شود.

6. نوع رابط
لنزهای Telecentric معمولاً از رابط های صنعتی استاندارد مانند C-mount، F-mount، M42، M58 و غیره استفاده می کنند. نوع رابط نه تنها روش اتصال فیزیکی را تعیین می کند، بلکه شامل تطبیق فاصله استاندارد فلنج نیز می شود. به طور کلی، دوربین هایی با سطوح هدف 1.2 اینچ و پایین تر، بیشتر از C-mount استفاده می کنند.

7. بزرگنمایی
بزرگنمایی نوری را می توان با «اندازه تراشه/اندازه میدان دید واقعی» محاسبه کرد. با توجه به اندازه جسمی که باید اندازه گیری شود و وضوح مورد نیاز، ترکیب لنز شی و دوربین مناسب را انتخاب کنید تا بزرگنمایی معقولی مشخص شود. در عین حال باید به تأثیر تغییرات بزرگنمایی بر عمق میدان توجه شود.

8. قابلیت کنترل اعوجاج
لنزهای دور مرکزی با کیفیت بالا معمولاً اعوجاج زیر 0.1% را از طریق طراحی و فرآیندهای ساخت نوری دقیق کنترل می‌کنند و حتی به تصویربرداری تقریباً بدون اعوجاج دست می‌یابند که تضمین قابل اعتمادی برای اندازه‌گیری‌های با دقت بالا ارائه می‌دهد.

سناریوی کاربردی: لنز دور مرکزی

با قابلیت‌های تصویربرداری پایدار و دقیق، لنزهای تله‌سانتریک نقش مهمی در چندین صنعت پیشرفته دارند:

اندازه‌گیری ابعاد دقیق،
مانند قطعات تلفن همراه، یاتاقان‌های دقیق، و اندازه‌گیری فاصله پین ​​اتصال، بر تصویربرداری بدون اختلاف منظر با اعوجاج کم متکی است.

تشخیص عیب سطحی
پیکسل های معیوب صفحه نمایش LCD، خراش های شیشه، و تشخیص گودال سطح فلز به وضوح بالا و روشنایی یکنواخت متکی هستند.

موقعیت یابی و هدایت خودکار
ربات ها برای گرفتن تراشه و موقعیت یابی پچ SMT به عمق میدان بسیار بالا و پایداری تصویربرداری نیاز دارد.

تراز ویفر تولید نیمه هادی و الکترونیک
، بازرسی توپ لحیم کاری BGA، و بازرسی کیفیت از طریق سوراخ PCB اغلب به قابلیت های بزرگنمایی بالا و تصویربرداری نزدیک به مادون قرمز نیاز دارند.

کاربردهایی مانند تجزیه و تحلیل تراشه های میکروسیالی و مرتب سازی قرص های زیست پزشکی و تحقیقات علمی
بر تصویربرداری دقیق و بدون اعوجاج پرسپکتیو متکی هستند.

پیشنهادات انتخاب و استفاده

برای اطمینان از بهترین عملکرد لنزهای دور مرکزی در کاربردهای عملی، توجه به نکات زیر توصیه می شود:

الزامات اصلی
از جمله اندازه میدان دید، محدودیت فاصله کاری، دقت تشخیص (رزولوشن/اعوجاج) و طول موج کاری را روشن کنید.

سنسور دوربین را مطابقت دهید
و حداکثر میدان دید جسم مربوط به اندازه های مختلف سطح هدف (مانند 1.5'، 28.2 میلی متر، 32.6 میلی متر) را مطابق جدول داده های لنز تأیید کنید تا از پوشش کامل تراشه دوربین اطمینان حاصل کنید.

رابط و لوازم جانبی نصب
: نسخه F یا M42 را با توجه به رابط دوربین انتخاب کنید و برای بهبود پایداری سیستم، براکت نصب استاندارد d را مطابقت دهید.

ترکیب نور و دیافراگم
عمق میدان و روشنایی را از طریق دیافراگم متغیر بهینه می کند و با منبع نور دور مرکزی یا نور پس زمینه موازی ترکیب می شود تا ثبات تصویر را بیشتر بهبود بخشد.

اقدامات احتیاطی برای برنامه های مادون قرمز
اگر در باند 800-900 نانومتر کار می کنید، باید فاصله کاری را مطابق با نکات تنظیم کنید و دوباره فوکوس و کالیبره کنید.

انتخاب لنزهای دور مرکزی یک تطبیق پارامتر ساده نیست، بلکه مستلزم در نظر گرفتن همه جانبه عوامل مختلفی مانند ویژگی‌های جسم مورد اندازه‌گیری، الزامات دقت تشخیص، پارامترهای دوربین، ساختار سیستم، و شرایط نوری و نصب در محل است.Zhixiang Vision مشتریان را به لنزهای دور مرکزی مجهز می کند، سیستم را مطابق با اصل کار خود پیکربندی می کند تا یک راه حل بازرسی بینایی ماشین پایدار و با دقت بالا بسازد. هنگامی که این به آن امکان می‌دهد تا مزایای لنزهای دور مرکزی را در اندازه‌گیری دقیق و تست سازگاری کامل نشان دهد. با بهبود مستمر دقت و الزامات عملکرد برای بازرسی صنعتی، لنزهای دور مرکزی به تدریج به یک انتخاب پیکربندی در سیستم‌های بینایی ماشین پیشرفته تبدیل می‌شوند.