Come selezionare i parametri per gli obiettivi telecentrici?

Poiché l'applicazione della visione artificiale nella misurazione di precisione, nell'ispezione dimensionale e nell'ispezione ad alta coerenza continua ad approfondirsi, le lenti telecentriche stanno gradualmente diventando i componenti ottici principali nei sistemi di ispezione visiva di fascia alta grazie ai vantaggi di bassa distorsione, ingrandimento costante ed eliminazione degli errori prospettici. Tuttavia, a fronte dei diversi tipi e configurazioni dei parametri degli obiettivi telecentrici, come effettuare la selezione scientifica in base alle esigenze effettive è diventata una questione chiave per molti utenti.

Tipi e idee per la scelta degli obiettivi telecentrici

Dalla definizione di telecentricità, gli obiettivi telecentrici si dividono principalmente in tre categorie: obiettivi telecentrici lato oggetto, obiettivi telecentrici lato immagine e obiettivi bi-telecentrici. Tra questi, la telecentricità lato oggetto e la telecentricità lato immagine corrispondono rispettivamente alla pupilla di ingresso e alla pupilla di uscita all'infinito, mentre l'obiettivo bi-telecentrico ha caratteristiche di telecentricità sia lato oggetto che lato immagine ed è il più utilizzato negli scenari di misurazione ad alta precisione.

Perciò,Il fulcro della selezione degli obiettivi telecentrici sta nel chiarire i requisiti dell'applicazione e nel far corrispondere accuratamente i requisiti al tipo e ai parametri dell'obiettivo, piuttosto che perseguire semplicemente la 'telecentricità' stessa.

Quando è necessario scegliere un obiettivo telecentrico?

Basati sul principio dell'ottica telecentrica e sui suoi vantaggi nelle applicazioni pratiche, gli obiettivi telecentrici sono spesso la scelta migliore quando l'oggetto da rilevare o le condizioni di rilevamento soddisfano le seguenti condizioni:

L'oggetto da misurare ha un certo spessore e necessita di rilevare le dimensioni dell'altezza o dello spessore;

Il target misurato non si trova sullo stesso piano di misurazione;

C'è incertezza sulla distanza di lavoro dall'oggetto all'obiettivo;

Necessità di rilevare bersagli con aperture o strutture tridimensionali evidenti;

Requisiti elevati per la distorsione dell'immagine e la coerenza della luminosità;

I difetti possono essere identificati stabilmente solo in condizioni di illuminazione parallele.

Nello scenario sopra descritto, i normali obiettivi industriali tendono a introdurre errori di misurazione dovuti a effetti prospettici e cambiamenti di ingrandimento, mentre gli obiettivi telecentrici possono effettivamente eliminare questi effetti.

Analisi dei parametri chiave per la selezione dell'obiettivo telecentrico

Dopo che è chiaro che è necessario utilizzare un obiettivo telecentrico, è necessario concentrarsi sui seguenti parametri fondamentali per garantire un'elevata corrispondenza tra obiettivo, fotocamera e scenario applicativo.

1. Dimensioni dell'oggetto (campo visivo)
Le dimensioni dell'oggetto determinano il campo di ripresa che l'obiettivo può coprire e devono essere selezionate in modo ragionevole in base alle dimensioni effettive dell'oggetto da misurare.

2. Dimensione quadrata dell'immagine (dimensione della superficie target della fotocamera)
La dimensione quadrata dell'immagine deve corrispondere alla dimensione del chip CCD/CMOS della fotocamera. Maggiore è la superficie dell'immagine di un obiettivo telecentrico, maggiore è solitamente il costo; se la superficie dell'immagine dell'obiettivo è maggiore della diagonale del chip, ciò causerà uno spreco di costi; se è più piccola della diagonale del chip, potrebbero verificarsi problemi di vignettatura o di angoli neri.

3. La distanza di lavoro
è la distanza tra l'estremità anteriore dell'obiettivo e l'oggetto da misurare. Questo parametro influisce direttamente sulla struttura di installazione del sistema e sul layout generale.

4. Risoluzione e dimensione dei pixel
La risoluzione dell'obiettivo deve soddisfare i requisiti relativi alla dimensione dei pixel della fotocamera. Altrimenti, anche se la risoluzione della telecamera è elevata, non è possibile ottenere informazioni dettagliate reali ed efficaci.

5. Requisiti della profondità di campo
La profondità di campo di un obiettivo telecentrico è strettamente correlata all'ingrandimento. Maggiore è l'ingrandimento, minore è la profondità di campo. Quando si seleziona è necessario trovare un equilibrio ragionevole tra la precisione della misurazione e la profondità di campo disponibile.

6. Tipo di interfaccia
Gli obiettivi telecentrici utilizzano solitamente interfacce industriali standard, come attacco C, attacco F, M42, M58, ecc. Il tipo di interfaccia non solo determina il metodo di connessione fisica, ma implica anche la corrispondenza della distanza della flangia standard. Generalmente, le fotocamere con superfici target di 1,2 pollici e inferiori utilizzano principalmente l'attacco C.

7. Ingrandimento
L'ingrandimento ottico può essere calcolato in base alla 'dimensione del chip/dimensione effettiva del campo visivo'. In base alle dimensioni dell'oggetto da misurare e alla risoluzione richiesta, selezionare la combinazione appropriata di obiettivo dell'oggetto e fotocamera per determinare un ingrandimento ragionevole. Allo stesso tempo, è necessario prestare attenzione all'impatto delle variazioni di ingrandimento sulla profondità di campo.

8. Capacità di controllo della distorsione
Gli obiettivi telecentrici di alta qualità solitamente controllano la distorsione inferiore allo 0,1% attraverso rigorosi processi di progettazione ottica e produzione e ottengono persino immagini quasi prive di distorsioni, fornendo una garanzia affidabile per misurazioni di alta precisione.

Scenario applicativo: obiettivo telecentrico

Con capacità di imaging stabili e accurate, gli obiettivi telecentrici svolgono un ruolo importante in molteplici settori di fascia alta:

La misurazione dimensionale di precisione,
come quella di parti di telefoni cellulari, cuscinetti di precisione e misurazione della spaziatura dei pin dei connettori, si basa su immagini a bassa distorsione e prive di parallasse.

Rilevamento di difetti superficiali
I pixel difettosi dello schermo LCD, i graffi sul vetro e il rilevamento di cavità sulla superficie metallica si basano sull'alta risoluzione e sull'illuminazione uniforme.

Il posizionamento e la guida automatizzati
dei robot per la cattura dei chip e il posizionamento delle patch SMT richiedono una profondità di campo e una stabilità dell'immagine estremamente elevate.

L'allineamento dei wafer nella produzione di semiconduttori ed elettronica
, l'ispezione delle sfere di saldatura BGA e l'ispezione della qualità dei fori passanti dei PCB spesso richiedono un elevato ingrandimento e funzionalità di imaging nel vicino infrarosso.

Applicazioni come l'analisi dei chip microfluidici nella ricerca biomedica e scientifica
e lo smistamento delle pillole si basano su immagini accurate senza distorsioni prospettiche.

Suggerimenti per la scelta e l'utilizzo

Per garantire la migliore resa degli obiettivi telecentrici nelle applicazioni pratiche, si consiglia di prestare attenzione ai seguenti punti:

Chiarire i requisiti principali,
tra cui le dimensioni del campo visivo, il limite della distanza di lavoro, la precisione di rilevamento (risoluzione/distorsione) e la lunghezza d'onda di lavoro.

Abbina il sensore della fotocamera
e conferma il campo visivo massimo dell'oggetto corrispondente alle diverse dimensioni della superficie target (come 1,5', 28,2 mm, 32,6 mm) in base alla tabella dei dati dell'obiettivo per garantire una copertura completa del chip della fotocamera.

Accessori di interfaccia e montaggio
: scegliere la versione F o M42 in base all'interfaccia della telecamera e abbinare la staffa di montaggio standard d per migliorare la stabilità del sistema.

La combinazione di illuminazione e apertura
ottimizza la profondità di campo e la luminosità attraverso l'apertura variabile e si combina con la sorgente luminosa telecentrica o la retroilluminazione parallela per migliorare ulteriormente la coerenza dell'immagine.

Precauzioni per le applicazioni a infrarossi
Se si lavora nella banda 800–900 nm, è necessario regolare la distanza di lavoro in base alle osservazioni, nonché rimettere a fuoco e calibrare.

La selezione degli obiettivi telecentrici non è una semplice corrispondenza dei parametri, ma richiede una considerazione completa di vari fattori come le caratteristiche dell'oggetto da misurare, i requisiti di precisione di rilevamento, i parametri della fotocamera, la struttura del sistema e le condizioni ottiche e di installazione in loco.Zhixiang Vision fornirà ai clienti obiettivi telecentrici, configurerà il sistema in base al suo principio di funzionamento per creare una soluzione di ispezione con visione artificiale stabile e ad alta precisione. Quando Ciò gli consente di sfruttare appieno i vantaggi degli obiettivi telecentrici nella misurazione di precisione e nei test di coerenza. Con il continuo miglioramento dei requisiti di precisione e prestazioni per l'ispezione industriale, gli obiettivi telecentrici stanno gradualmente diventando una scelta di configurazione nei sistemi di visione artificiale di fascia alta.