산업 제조가 높은 정밀도와 높은 일관성을 향해 발전함에 따라 넓은 시야 및 고정밀 측정 시나리오에서 기존 비텔레센트릭 렌즈의 원근 오류 및 배율 변경 문제가 점차 대두되었습니다. 대형 공작물, 전체 보드 검사 및 고정밀 치수 측정의 응용 요구 사항을 충족하기 위해 Ultra-telecentric 렌즈가 등장하여 고급 머신 비전 시스템에서 중요한 광학 구성 요소가 되었습니다.
일반 산업용 렌즈에 비해슈퍼 텔레센트릭 렌즈 의 구조 설계는 더 큰 투명 조리개와 더 복잡한 렌즈 조합을 사용하므로 전체 전체 크기가 상대적으로 큽니다. 그러나 이 디자인은 단순히 볼륨에 관한 것이 아니라 더 낮은 왜곡, 더 안정적인 일정 배율, 더 큰 유효 시야를 달성하여 광학적 특성으로 인해 측정 결과의 정확성과 일관성을 보장하는 것입니다.
실제 응용 분야에서 Ultra-telecentric 렌즈는 원근 오류를 효과적으로 제거할 수 있습니다. 특정 높이 범위 내에서 측정 대상의 위치가 변경되더라도 이미징 크기는 크게 변하지 않습니다. 이 기능을 통해 대형 공작물 측정, 정밀 부품 크기 검사 및 다중 대상 동시 검사와 같은 시나리오에서 특히 뛰어난 성능을 발휘합니다.
현재 슈퍼 텔레센트릭 렌즈는 반도체 패키징 검사, 3C 전자 전체 보드 검사, 정밀 하드웨어 측정, 신에너지 배터리 및 폴 피스 검사 및 기타 분야에서 널리 사용되고 있습니다. 안정적인 이미징 성능과 매우 높은 측정 반복성을 갖춘 Ultra-telecentric 렌즈는 머신 비전 시스템에 신뢰할 수 있는 데이터 기반을 제공합니다.
텔레센트릭 렌즈의 설계 및 비교
광학 구조의 관점에서 산업용 렌즈는 비텔레센트릭 렌즈와 텔레센트릭 렌즈로 나눌 수 있습니다. 그 중 텔레센트릭 렌즈는 서로 다른 광경로 특성에 따라 물체측 텔레센트릭 렌즈, 이미지측 텔레센트릭 렌즈, 바이 텔레센트릭 렌즈로 구분됩니다. 세 가지 각각은 이미징 정확도 및 응용 시나리오 측면에서 고유한 특성을 가지고 있습니다.
광학 시스템에서 물체 공간에 있는 개구 조리개의 이미지를 입구 동공이라고 하고 이미지 공간에 있는 이미지를 출구 동공이라고 합니다. 입사동, 개구 조리개, 출사동은 서로 공액 관계에 있습니다. 조리개의 중앙을 통과하는 빛을 주광선이라고 합니다. 입사동과 출사동의 중심을 동시에 통과하며, 이는 이미징 빔의 중심 방향을 나타냅니다. 텔레센트릭 광학 설계에서는 주광선이 물체 측 또는 이미지 측의 광축과 평행하게 유지되므로 원근 효과가 효과적으로 제거됩니다. 이것이 텔레센트릭 렌즈를 일반 산업용 렌즈와 구별하는 핵심입니다.
산업 검사에 대한 정확성 및 효율성 요구 사항이 지속적으로 개선됨에 따라 Ultra-telecentric 렌즈는 점차 고급 시각 검사 솔루션의 핵심 광학 구성이 되어 지능형 제조 및 자동화 생산을 위한 보다 견고한 기술 지원을 제공하고 있습니다.
텔레센트릭 렌즈 디자인
높은 텔레센트릭 설계 텔레센트릭 광학 시스템은 고정밀 시각적 측정 분야에서 널리 사용되며 텔레센트릭 레벨은 다양한 피사계 심도에서 이미지 배율의 일관성을 직접적으로 결정합니다. 설계 과정에서 우리는 텔레센트릭 지수를 0.01% 수준으로 제어하여 피사계 심도 범위 내의 다양한 깊이 위치에서 렌즈의 이미징 배율 차이를 무시할 수 있도록 효과적으로 보장함으로써 측정 결과의 안정성과 신뢰성을 크게 향상시켰습니다. 이 디자인은 고정밀 깊이 측정에서 bi-telecentric 렌즈의 적용을 강력하게 지원하여 정밀 시각 측정 분야에서 적용 공간을 더욱 확장합니다.
굴절 광 경로 설계는 광 경로 구조에 의해 제한됩니다. 전통적인 텔레센트릭 렌즈는 일반적으로 크기가 크고 원통형 모양이므로 장비 설치 및 고정에 어려움이 있으며, 특히 공간이 제한된 자동화 생산 라인에서는 더욱 그렇습니다. 이 문제를 해결하기 위해 우리는 굴절형 광로 구조를 혁신적으로 채택했습니다. 다중 광 경로 전환을 통해 렌즈의 전체 크기를 대폭 줄이면서 이미징 성능을 보장하여 렌즈의 전체 길이를 절반 이상 줄였습니다. 동시에 보다 편리한 설치 및 위치 지정 방법과 결합되어 자동화된 생산 라인에서 텔레센트릭 렌즈의 적응성이 효과적으로 향상되어 바이 텔레센트릭 제품이 실제 생산 시나리오에 더욱 밀접하게 통합될 수 있습니다.
센터링 광학 경로 구조 설계 전통적인 텔레센트릭 렌즈는 대부분 다중 세그먼트 메커니즘으로 구성된 스레드 링 구조를 사용합니다. 생산 및 조립이 쉽지만 렌즈의 전체 동축성에 쉽게 영향을 미쳐 이미징 품질에 영향을 줄 수 있습니다. 조립 효율성과 이미징 성능 간의 균형을 유지하기 위해 제품 설계 단계에서 센터링 광로 구조를 도입하여 센터링 메커니즘을 통해 각 구조 구성 요소 간의 동축 일관성을 보장하고 조립 프로세스를 최적화했습니다. 이 디자인은 렌즈 이미징 품질과 제품 일관성을 효과적으로 향상시키고 대량 생산 시 품질 안정성과 수율을 확실하게 보장합니다.
산업용 렌즈를 선택하는 방법
정밀 비전 측정 응용 분야에서 일반 산업용 렌즈는 실제 사용 시 특정 제한에 직면하는 경우가 많으며 이는 주로 다음과 같은 측면에서 반영됩니다.
측정 대상이 서로 다른 측정 평면에 있는 경우 일관된 이미징 배율을 유지하기가 어렵습니다.
렌즈 왜곡은 상대적으로 커서 치수 측정 정확도에 영향을 미칩니다.
명백한 시차 현상이 있습니다. 즉, 물체 거리의 변화로 인해 이미징 배율이 변경됩니다.
렌즈 해상도는 제한되어 있어 고정밀 감지 요구 사항을 충족하기 어렵습니다.
시각적 광원의 기하학적 특성에 영향을 받아 이미지의 가장자리 위치가 어느 정도 불확실해집니다.
위의 문제를 해결하기 위해 텔레센트릭 렌즈는 고유한 광학 구조를 통해 효과적인 개선을 달성할 수 있습니다. 이미징 주광선이 대략 평행하기 때문에 텔레센트릭 렌즈는 특정 작동 거리 범위 내에서 안정적이고 일관된 배율을 유지할 수 있어 높이 변화로 인한 측정 오류를 크게 줄이고 해석 결과에 대한 원근 및 시차의 영향을 근본적으로 제거합니다.
동시에 텔레센트릭 렌즈는 일반적으로 이미징 품질이 더 좋고 왜곡 성능이 더 낮습니다. 고해상도 센서 및 측정 소프트웨어와 함께 사용하면 높은 반복성과 일관성으로 정확한 치수 측정을 달성할 수 있습니다. 이로 인해 텔레센트릭 렌즈는 고정밀 측정 및 계측 검사와 같은 응용 시나리오에서 중요한 광학 부품이 되었으며, 높은 측정 정확도와 안정성이 요구되는 머신 비전 시스템에 널리 사용됩니다.
렌즈 선택 기술 및 적용 사례
일반적인 속담은 다음과 같습니다. 머신 비전은 본질적으로 측정과 판단을 위해 인간의 눈을 대체하기 위해 기계를 사용합니다. 완전한 머신 비전 시스템은 일반적으로 산업용 카메라, 렌즈, 광원, 이미지 처리 시스템 및 액추에이터로 구성됩니다. 그 중 산업용 렌즈는 물리적 세계와 이미지 데이터를 연결하는 핵심 가교 역할을 합니다. 선택이 합리적인지 여부는 시스템 이미징 품질과 감지 정확도에 직접적인 영향을 미치며 시각 시스템 설계에서 무시할 수 없는 핵심 링크입니다.
머신 비전 시스템에서 이미지 품질은 모든 분석과 판단의 기초이며, 렌즈는 이미지 선명도, 왜곡 제어, 시야 범위를 결정하는 핵심 요소입니다. 적합한 렌즈는 측정 대상의 실제 크기와 세부 특성을 정확하게 복원하고 백엔드 알고리즘에 안정적이고 신뢰할 수 있는 데이터 입력을 제공할 수 있습니다. 반대로, 렌즈를 잘못 선택하면 해상도 부족, 과도한 왜곡, 피사계 심도 불일치 등의 문제가 발생할 수 있습니다. 이는 이미지 처리의 어려움을 증가시킬 뿐만 아니라 감지 결과의 정확성과 일관성에 직접적인 영향을 미칩니다. 따라서 시스템 설계 초기 단계에서 과학적이고 합리적인 렌즈 선택은 머신 비전 시스템의 성능을 보장하기 위한 중요한 전제 조건입니다.
전자 제조, 자동차 산업, 포장 및 인쇄, 식품 가공, 의료 테스트 및 기타 산업 분야에서 머신 비전 기술이 광범위하게 적용됨에 따라 다양한 시나리오에서 렌즈에 대한 요구 사항이 점점 더 다양해지고 있습니다. 측정 대상의 크기, 구조, 정확도 요구 사항 및 설치 공간에는 상당한 차이가 있습니다. 이로 인해 렌즈 선택은 더 이상 단순한 매개변수 일치가 아니라 특정 용도에 따른 포괄적인 평가가 필요합니다. 다음으로 일반적인 렌즈 유형과 그 특성을 실제 적용 사례와 결합하여 산업용 렌즈 선택의 핵심 아이디어와 실제 방법을 자세히 살펴보겠습니다.
요약하자면,산업용 렌즈 의 합리적인 선택은 머신 비전 시스템의 안정적인 작동과 고정밀 감지를 위한 기본입니다. 독특한 광학 구조와 이미징 특성을 지닌 텔레센트릭 렌즈는 정밀 측정 및 높은 일관성 감지 분야에서 대체할 수 없는 이점을 보여줍니다. 높은 Telecentricity 및 중심 광학 경로와 같은 핵심 설계부터 실제 작업 조건에서 수행되는 이미징 및 측정 테스트 검증에 이르기까지 Telecentric 렌즈는 이론적으로 기술적 이점을 가질 뿐만 아니라 실제 응용 분야에서 안정적이고 신뢰할 수 있는 측정 성능을 보여줍니다. 정확성, 효율성 및 일관성에 대한 산업 검사 요구 사항이 지속적으로 개선됨에 따라 텔레센트릭 렌즈는 점차 고급 머신 비전 시스템의 중요한 부분이 되어 지능형 제조 및 자동화 생산을 위한 보다 견고한 광학 보호 기능을 제공하고 있습니다.
