Comment sélectionner les paramètres des objectifs télécentriques ?

Alors que l'application de la vision industrielle dans les mesures de précision, l'inspection dimensionnelle et l'inspection à haute cohérence continue de s'approfondir, les lentilles télécentriques deviennent progressivement les composants optiques de base des systèmes d'inspection visuelle haut de gamme en raison de leurs avantages de faible distorsion, de grossissement constant et d'élimination des erreurs de perspective. Cependant, face aux différents types et configurations de paramètres d'objectifs télécentriques, la sélection scientifique en fonction des besoins réels est devenue une question clé pour de nombreux utilisateurs.

Types et idées de sélection d'objectifs télécentriques

D'après la définition de la télécentricité, les objectifs télécentriques sont principalement divisés en trois catégories : les objectifs télécentriques côté objet, les objectifs télécentriques côté image et les objectifs bi-télécentriques. Parmi eux, la télécentricité côté objet et la télécentricité côté image correspondent respectivement à la pupille d'entrée et à la pupille de sortie à l'infini, tandis que l'objectif bi-télécentrique possède des caractéristiques de télécentricité côté objet et côté image, et est le plus largement utilisé dans les scénarios de mesure de haute précision.

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Quand faut-il choisir un objectif télécentrique ?

Basés sur le principe de l'optique télécentrique et ses avantages dans les applications pratiques, les objectifs télécentriques constituent souvent un meilleur choix lorsque l'objet à détecter ou les conditions de détection remplissent les conditions suivantes :

L'objet à mesurer a une certaine épaisseur et doit détecter les dimensions de hauteur ou d'épaisseur ;

La cible mesurée n'est pas située sur le même plan de mesure ;

Il existe une incertitude quant à la distance de travail entre l'objet et l'objectif ;

Nécessité de détecter des cibles comportant des ouvertures ou des structures tridimensionnelles évidentes ;

Exigences élevées en matière de distorsion de l'image et de cohérence de la luminosité ;

Les défauts ne peuvent être identifiés de manière stable que dans des conditions d'éclairage parallèles.

Dans le scénario ci-dessus, les objectifs industriels ordinaires sont susceptibles d'introduire des erreurs de mesure dues aux effets de perspective et aux changements de grossissement, tandis que les objectifs télécentriques peuvent éliminer efficacement ces effets.

Analyse des paramètres clés pour la sélection des objectifs télécentriques

Une fois qu'il est clair que vous devez utiliser un objectif télécentrique, vous devez vous concentrer sur les paramètres de base suivants pour garantir une bonne adéquation entre l'objectif, l'appareil photo et le scénario d'application.

1. Taille de l'objet (plage du champ de vision)
La taille de l'objet détermine la plage de prise de vue que l'objectif peut couvrir et doit être raisonnablement sélectionnée en fonction de la taille réelle de l'objet mesuré.

2. Taille du carré de l'image (taille de la surface cible de la caméra)
La taille du carré de l'image doit correspondre à la taille de la puce CCD/CMOS de la caméra. Plus la surface d'image d'un objectif télécentrique est grande, plus le coût est généralement élevé ; si la surface de l'image de l'objectif est plus grande que la diagonale de la puce, cela entraînera un gaspillage de coûts ; s'il est plus petit que la diagonale de la puce, des problèmes de vignettage ou de coins noirs peuvent survenir.

3. La distance de travail
est la distance entre l'extrémité avant de l'objectif et l'objet mesuré. Ce paramètre affecte directement la structure de l'installation du système et la disposition globale.

4. Résolution et taille des pixels
La résolution de l'objectif doit répondre aux exigences de taille des pixels de l'appareil photo. Sinon, même si la résolution de la caméra est élevée, des informations détaillées réelles et efficaces ne peuvent pas être obtenues.

5. Exigences en matière de profondeur de champ
La profondeur de champ d'un objectif télécentrique est étroitement liée au grossissement. Plus le grossissement est important, plus la profondeur de champ est faible. Lors de la sélection, un équilibre raisonnable doit être trouvé entre la précision des mesures et la profondeur de champ disponible.

6. Type d'interface
Les objectifs télécentriques utilisent généralement des interfaces industrielles standard, telles que la monture C, la monture F, M42, M58, etc. Le type d'interface détermine non seulement la méthode de connexion physique, mais implique également une correspondance de distance de bride standard. Généralement, les caméras avec des surfaces cibles de 1,2 pouces et moins utilisent principalement une monture C.

7. Grossissement
Le grossissement optique peut être calculé par « taille de puce/taille réelle du champ de vision ». En fonction de la taille de l'objet à mesurer et de la résolution requise, sélectionnez la combinaison d'objectif et de caméra appropriée pour déterminer un grossissement raisonnable. Dans le même temps, il convient de prêter attention à l’impact des changements de grossissement sur la profondeur de champ.

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Scénario d'application : objectif télécentrique

Grâce à leurs capacités d'imagerie stables et précises, les objectifs télécentriques jouent un rôle important dans plusieurs secteurs haut de gamme :

Les mesures dimensionnelles de précision,
telles que les pièces de téléphone portable, les roulements de précision et la mesure de l'espacement des broches de connecteur, reposent sur une imagerie à faible distorsion et sans parallaxe.

Détection des défauts de surface
Les pixels défectueux de l'écran LCD, les rayures sur le verre et la détection des piqûres de surface métallique reposent sur une haute résolution et un éclairage uniforme.

Le positionnement et le guidage automatisés
des robots pour la saisie des puces et le positionnement des patchs SMT nécessitent une profondeur de champ et une stabilité d'imagerie extrêmement élevées.

L'alignement des plaquettes de fabrication de semi-conducteurs et de produits électroniques
, l'inspection des billes de soudure BGA et l'inspection de la qualité des trous traversants des PCB nécessitent souvent un grossissement élevé et des capacités d'imagerie proche infrarouge.

Des applications telles que l’analyse de puces microfluidiques et le tri de pilules dans la recherche biomédicale et scientifique
reposent sur une imagerie précise sans distorsion de perspective.

Suggestions de sélection et d'utilisation

Pour garantir les meilleures performances des objectifs télécentriques dans les applications pratiques, il est recommandé de prêter attention aux points suivants :

Clarifiez les exigences de base,
notamment la taille du champ de vision, la limite de distance de travail, la précision de détection (résolution/distorsion) et la longueur d'onde de travail.

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Interface et accessoires de montage
: Choisissez la version F ou M42 en fonction de l'interface de la caméra et faites correspondre le support de montage standard d pour améliorer la stabilité du système.

La combinaison de l'éclairage et de l'ouverture
optimise la profondeur de champ et la luminosité grâce à une ouverture variable, et se combine avec une source de lumière télécentrique ou un rétroéclairage parallèle pour améliorer encore la cohérence de l'image.

Précautions pour les applications infrarouges
Si vous travaillez dans la bande 800-900 nm, vous devez ajuster la distance de travail en fonction des remarques, recentrer et calibrer.

La sélection d'objectifs télécentriques n'est pas une simple correspondance de paramètres, mais nécessite une prise en compte approfondie de divers facteurs tels que les caractéristiques de l'objet mesuré, les exigences de précision de détection, les paramètres de la caméra, la structure du système et les conditions optiques et d'installation sur site.Zhixiang Vision équipera ses clients d'objectifs télécentriques, elle configurera le système selon son principe de fonctionnement pour construire une solution d'inspection par vision industrielle stable et de haute précision. Lorsque Cela lui permet de tirer pleinement parti des avantages des objectifs télécentriques en matière de mesure de précision et de tests de cohérence. Avec l'amélioration continue des exigences de précision et de performances pour l'inspection industrielle, les objectifs télécentriques deviennent progressivement un choix de configuration dans les systèmes de vision industrielle haut de gamme.