テレセントリックレンズのパラメータはどのように選択すればよいですか?

精密測定、寸法検査、高一貫性検査におけるマシンビジョンの応用が深まり続けるにつれて、テレセントリックレンズは、低歪み、一定の倍率、遠近誤差の除去などの利点により、徐々にハイエンドの外観検査システムの中核となる光学部品になりつつあります。しかし、テレセントリックレンズの種類やパラメータ構成はさまざまであるため、実際のニーズに基づいて科学的に選択する方法は多くのユーザーにとって重要な課題となっています。

テレセントリックレンズの種類と選び方の考え方

テレセントリック性の定義から、テレセントリックレンズは主に物体側テレセントリックレンズ、像側テレセントリックレンズ、バイテレセントリックレンズの3つに分類されます。このうち、物体側テレセントリック性と像側テレセントリック性はそれぞれ無限遠の入射瞳と射出瞳に対応し、バイテレセントリックレンズは物体側テレセントリック性と像側テレセントリック性の両方の特性を持ち、高精度測定シナリオで最も広く使用されています。

したがって、テレセントリックレンズの選定の核心は、単に「テレセントリック性」そのものを追求するのではなく、用途要件を明確にし、その要件とレンズの種類やパラメータを正確にマッチングさせることにあります。

テレセントリックレンズを選択する必要があるのはどのような場合ですか?

テレセントリック光学の原理と実際の応用における利点に基づいて、検出物体または検出条件が以下の条件を満たす場合には、テレセントリック レンズがより適切な選択肢となることがよくあります。

測定対象物には一定の厚みがあり、高さまたは厚みの寸法を検出する必要があります。

測定対象は同じ測定面上にありません。

物体からレンズまでの作動距離については不確実性があります。

開口部または明らかな三次元構造を持つターゲットを検出する必要がある。

画像の歪みと明るさの一貫性に対する高い要件。

欠陥は平行照明条件下でのみ安定して識別できます。

上記のシナリオでは、通常の工業用レンズは遠近効果や倍率の変化により測定誤差が生じやすい傾向にありますが、テレセントリック レンズはこれらの影響を効果的に排除できます。

テレセントリックレンズ選択のための重要なパラメータの分析

テレセントリック レンズを使用する必要があることが明らかになったら、レンズ、カメラ、アプリケーション シナリオの間の高度な一致を確保するために、次の主要なパラメーターに焦点を当てる必要があります。

1. 対象物サイズ（視野範囲）
対象物サイズは、レンズがカバーできる撮影範囲を決定するものであり、測定対象物の実際のサイズに基づいて合理的に選択する必要があります。

2. 画像の正方形サイズ (カメラのターゲット表面サイズ)
画像の正方形サイズは、カメラの CCD/CMOS チップ サイズと一致する必要があります。通常、テレセントリックレンズの像面が大きいほどコストは高くなります。レンズ像面がチップ対角線より大きい場合、コストの無駄が発生します。チップの対角線よりも小さい場合、ケラレや黒コーナーの問題が発生する可能性があります。

3. 作動距離
は、レンズの先端から測定対象物までの距離です。このパラメータは、システムの設置構造と全体のレイアウトに直接影響します。

4. 解像度とピクセル サイズ
レンズの解像度は、カメラのピクセル サイズ要件を満たしている必要があります。そうしないと、カメラの解像度が高くても、リアルで有効な詳細情報が得られません。

5. 被写界深度の要件
テレセントリック レンズの被写界深度は倍率と密接に関係します。倍率が大きくなるほど、被写界深度は浅くなります。選択するときは、測定精度と利用可能な被写界深度の間で適切なバランスを取る必要があります。

6. インターフェイスの種類
テレセントリック レンズは、通常、C マウント、F マウント、M42、M58 などの標準的な工業用インターフェイスを使用します。インターフェイスの種類は、物理的な接続方法を決定するだけでなく、標準的なフランジ距離のマッチングも含みます。一般に、ターゲット表面が 1.2 インチ以下のカメラは主に C マウントを使用します。

7. 倍率
光学倍率は「チップサイズ/実視野サイズ」で計算できます。測定対象のサイズと必要な解像度に応じて、適切な対物レンズとカメラの組み合わせを選択し、適切な倍率を決定します。同時に、倍率の変化が被写界深度に与える影響にも注意する必要があります。

8. 歪み抑制性能
高品質テレセントリックレンズは、厳密な光学設計と製造プロセスにより歪みを0.1%以下に抑え、ほぼ歪みのない結像を実現し、高精度測定を確実に保証します。

応用シナリオ: テレセントリックレンズ

安定した正確なイメージング機能を備えたテレセントリック レンズは、次のような複数のハイエンド産業で重要な役割を果たしています。

精密寸法測定は、低歪みで視差のないイメージングに依存しています。
携帯電話部品、精密ベアリング、コネクタピン間隔測定などの

表面欠陥の検出
LCD 画面の欠陥ピクセル、ガラスの傷、金属表面のピットの検出は、高解像度と均一な照明に依存します。

チップの掴みや SMT パッチの位置決めのためのロボットの自動位置決めと誘導には、
非常に高い被写界深度と画像の安定性が必要です。

半導体およびエレクトロニクス製造の
ウェハアライメント、BGA はんだボール検査、および PCB スルーホール品質検査では、多くの場合、高倍率および近赤外線イメージング機能が必要です。

生物医学および科学研究の
マイクロ流体チップ分析や錠剤選別などのアプリケーションは、遠近歪みのない正確なイメージングに依存しています。

選び方と使い方の提案

実際の用途でテレセントリックレンズの最高の性能を確保するには、次の点に注意することをお勧めします。

主要な要件を明確にします。
視野サイズ、作動距離制限、検出精度（分解能/歪み）、作動波長などの

カメラ センサーを一致させ
、レンズ データ テーブルに従ってさまざまなターゲット表面サイズ (1.5 インチ、28.2 mm、32.6 mm など) に対応する最大オブジェクト視野を確認し、カメラ チップを完全にカバーするようにします。

インターフェイスと取り付けアクセサリ
: カメラのインターフェイスに応じて F または M42 バージョンを選択し、標準の取り付けブラケット d と一致させてシステムの安定性を向上させます。

照明と絞りの組み合わせ
により、可変絞りを通じて被写界深度と明るさが最適化され、テレセントリック光源または平行バックライトと組み合わせることで、画像の一貫性がさらに向上します。

赤外線アプリケーションに関する注意事項
800 ～ 900 nm 帯域で作業する場合は、注意事項に従って作動距離を調整し、再度焦点を合わせて校正する必要があります。

テレセントリックレンズの選定は、単純なパラメータのマッチングではなく、測定対象物の特性、要求される検出精度、カメラパラメータ、システム構成、現場の光学条件や設置条件など、さまざまな要素を総合的に考慮する必要があります。Zhixiang Vision が顧客にテレセントリック レンズを装備すると、その動作原理に従ってシステムを構成し、安定した高精度のマシン ビジョン検査ソリューションを構築します。これにより、精密測定や整合性検査においてテレセントリックレンズの利点を最大限に発揮することができます。工業用検査の精度と性能要件が継続的に改善されているため、ハイエンド マシン ビジョン システムではテレセントリック レンズが徐々に構成の選択肢になりつつあります。