Naarmate de toepassing van machine vision bij precisiemetingen, dimensionale inspectie en inspectie met hoge consistentie zich blijft verdiepen, worden telecentrische lenzen geleidelijk de belangrijkste optische componenten in hoogwaardige visuele inspectiesystemen vanwege hun voordelen van lage vervorming, constante vergroting en eliminatie van perspectieffouten. Echter, in het licht van de verschillende typen en parameterconfiguraties van telecentrische lenzen, is de manier waarop wetenschappelijk kan worden geselecteerd op basis van werkelijke behoeften voor veel gebruikers een belangrijk probleem geworden.
Typen en selectie-ideeën van telecentrische lenzen
Volgens de definitie van telecentriciteit worden telecentrische lenzen hoofdzakelijk onderverdeeld in drie categorieën: telecentrische lenzen aan de objectzijde, telecentrische lenzen aan de beeldzijde en bi-telecentrische lenzen. Onder hen komen de telecentriciteit aan de objectzijde en de telecentriciteit aan de beeldzijde overeen met respectievelijk de intreepupil en de uittredepupil op oneindig, terwijl de bi-telecentrische lens telecentriciteitskenmerken aan de objectzijde en de beeldzijde heeft en het meest wordt gebruikt in meetscenario's met hoge precisie.
daarom,De kern van telecentrische lensselectie ligt in: het verduidelijken van de toepassingsvereisten en het nauwkeurig afstemmen van de vereisten op het lenstype en de parameters, in plaats van eenvoudigweg 'telecentriciteit' zelf na te streven.
Wanneer moet je een telecentrische lens kiezen?
Gebaseerd op het principe van telecentrische optica en de voordelen ervan in praktische toepassingen, zijn telecentrische lenzen vaak een betere keuze wanneer het detectieobject of de detectieomstandigheden aan de volgende voorwaarden voldoen:
Het te meten object heeft een bepaalde dikte en moet de hoogte- of diktematen detecteren;
Het gemeten doel bevindt zich niet op hetzelfde meetvlak;
Er bestaat onzekerheid over de werkafstand van het object tot de lens;
Noodzaak om doelen met openingen of duidelijke driedimensionale structuren te detecteren;
Hoge eisen aan beeldvervorming en helderheidsconsistentie;
Defecten kunnen alleen stabiel worden geïdentificeerd onder parallelle lichtomstandigheden.
In het bovenstaande scenario zijn gewone industriële lenzen gevoelig voor het introduceren van meetfouten als gevolg van perspectiefeffecten en vergrotingsveranderingen, terwijl telecentrische lenzen deze effecten effectief kunnen elimineren.
Analyse van de belangrijkste parameters voor de selectie van telecentrische lenzen
Nadat duidelijk is dat u een telecentrische lens moet gebruiken, moet u zich concentreren op de volgende kernparameters om een goede match tussen lens, camera en toepassingsscenario te garanderen.
1. Objectgrootte (gezichtsveldbereik)
De objectgrootte bepaalt het opnamebereik dat de lens kan bestrijken en moet redelijkerwijs worden geselecteerd op basis van de werkelijke grootte van het te meten object.
2. Vierkante afbeeldingsgrootte (grootte van het doeloppervlak van de camera)
De vierkante afbeeldingsgrootte moet overeenkomen met de CCD/CMOS-chipgrootte van de camera. Hoe groter het beeldoppervlak van een telecentrische lens, hoe hoger de kosten doorgaans zijn; als het lensbeeldoppervlak groter is dan de chipdiagonaal, zal dit kostenverspilling veroorzaken; als deze kleiner is dan de chipdiagonaal, kunnen er vignetterings- of zwarte hoekproblemen optreden.
3. De werkafstand
is de afstand tussen de voorkant van de lens en het te meten object. Deze parameter heeft rechtstreeks invloed op de systeeminstallatiestructuur en de algehele lay-out.
4. Resolutie en pixelgrootte
De lensresolutie moet voldoen aan de vereisten voor de pixelgrootte van de camera. Anders kan er, zelfs als de cameraresolutie hoog is, geen echte en effectieve gedetailleerde informatie worden verkregen.
5. Eisen aan de scherptediepte
De scherptediepte van een telecentrische lens hangt nauw samen met de vergroting. Hoe groter de vergroting, hoe kleiner de scherptediepte. Bij het selecteren moet een redelijk evenwicht worden gevonden tussen de meetnauwkeurigheid en de beschikbare scherptediepte.
6. Interfacetype
Telecentrische lenzen maken meestal gebruik van standaard industriële interfaces, zoals C-mount, F-mount, M42, M58, enz. Het interfacetype bepaalt niet alleen de fysieke verbindingsmethode, maar omvat ook de standaard flensafstandsafstemming. Over het algemeen gebruiken camera's met doeloppervlakken van 1,2 inch en kleiner meestal C-mount.
7. Vergroting
De optische vergroting kan worden berekend aan de hand van 'chipgrootte/werkelijke gezichtsveldgrootte'. Afhankelijk van de grootte van het te meten object en de vereiste resolutie selecteert u de juiste combinatie van objectlens en camera om een redelijke vergroting te bepalen. Tegelijkertijd moet aandacht worden besteed aan de impact van vergrotingsveranderingen op de scherptediepte.
8. Mogelijkheid tot vervormingsbeheersing
Hoogwaardige telecentrische lenzen houden doorgaans vervorming onder de 0,1% onder controle door middel van strikte optische ontwerp- en productieprocessen, en bereiken zelfs een vrijwel vervormingsvrije beeldvorming, wat een betrouwbare garantie biedt voor uiterst nauwkeurige metingen.
Toepassingsscenario: telecentrische lens
Met stabiele en nauwkeurige beeldvormingsmogelijkheden spelen telecentrische lenzen een belangrijke rol in meerdere hoogwaardige industrieën:
Precisiemetingen van afmetingen,
zoals onderdelen van mobiele telefoons, precisielagers en het meten van de afstand tussen connectorpinnen, zijn afhankelijk van beeldvorming met lage vervorming en zonder parallax.
Detectie van oppervlaktedefecten
LCD-schermdefecte pixels, glaskrassen en detectie van putjes in het metalen oppervlak zijn afhankelijk van een hoge resolutie en uniforme verlichting.
Geautomatiseerde positionering en geleiding
van robots voor het grijpen van chips en het positioneren van SMT-patches vereisen een extreem hoge scherptediepte en beeldstabiliteit.
Waferuitlijning bij de productie van halfgeleiders en elektronica
, BGA-soldeerkogelinspectie en PCB-through-hole kwaliteitscontrole vereisen vaak een hoge vergroting en nabij-infrarood beeldvormingsmogelijkheden.
Toepassingen zoals biomedisch en wetenschappelijk onderzoek,
microfluïdische chipanalyse en pillensortering zijn afhankelijk van nauwkeurige beeldvorming zonder perspectiefvervorming.
Selectie- en gebruikssuggesties
Om de beste prestaties van telecentrische lenzen in praktische toepassingen te garanderen, wordt aanbevolen om op de volgende punten te letten:
Verduidelijk de kernvereisten,
waaronder de grootte van het gezichtsveld, de werkafstandslimiet, de detectienauwkeurigheid (resolutie/vervorming) en de werkgolflengte.
Pas de camerasensor aan
en bevestig het maximale gezichtsveld van het object dat overeenkomt met verschillende doeloppervlakgroottes (zoals 1,5', 28,2 mm, 32,6 mm) volgens de lensgegevenstabel om volledige dekking van de camerachip te garanderen.
Interface- en montageaccessoires
: Kies de F- of M42-versie afhankelijk van de camera-interface en pas de standaard montagebeugel d aan om de systeemstabiliteit te verbeteren.
De combinatie van verlichting en diafragma
optimaliseert de scherptediepte en helderheid door middel van een variabel diafragma, en wordt gecombineerd met een telecentrische lichtbron of parallelle achtergrondverlichting om de beeldconsistentie verder te verbeteren.
Voorzorgsmaatregelen voor infraroodtoepassingen
Als u in de 800–900 nm-band werkt, moet u de werkafstand aanpassen aan de hand van de opmerkingen, opnieuw scherpstellen en kalibreren.
De selectie van telecentrische lenzen is geen eenvoudige parameterafstemming, maar vereist een uitgebreide afweging van verschillende factoren, zoals de kenmerken van het te meten object, vereisten voor detectienauwkeurigheid, cameraparameters, systeemstructuur en optische en installatieomstandigheden ter plaatse.Zhixiang Vision klanten uitrust met telecentrische lenzen, zal het het systeem configureren volgens het werkingsprincipe om een stabiele en uiterst nauwkeurige machine vision-inspectie-oplossing te bouwen. Wanneer Hierdoor kan het de voordelen van telecentrische lenzen bij precisiemetingen en consistentietesten ten volle benutten. Met de voortdurende verbetering van de nauwkeurigheid en prestatie-eisen voor industriële inspectie, worden telecentrische lenzen geleidelijk een configuratiekeuze in hoogwaardige machine vision-systemen.
