À medida que a aplicação da visão mecânica na medição de precisão, inspeção dimensional e inspeção de alta consistência continua a se aprofundar, as lentes telecêntricas estão gradualmente se tornando os principais componentes ópticos em sistemas de inspeção visual de ponta devido às suas vantagens de baixa distorção, ampliação constante e eliminação de erros de perspectiva. No entanto, diante dos diferentes tipos e configurações de parâmetros de lentes telecêntricas, como selecionar cientificamente com base nas necessidades reais tornou-se uma questão fundamental para muitos usuários.
Tipos e ideias de seleção de lentes telecêntricas
A partir da definição de telecentricidade, as lentes telecêntricas são divididas principalmente em três categorias: lentes telecêntricas do lado do objeto, lentes telecêntricas do lado da imagem e lentes bi-telecêntricas. Entre elas, a telecentricidade do lado do objeto e a telecentricidade do lado da imagem correspondem à pupila de entrada e à pupila de saída no infinito, respectivamente, enquanto a lente bi-telecêntrica possui características de telecentricidade do lado do objeto e do lado da imagem, e é a mais amplamente utilizada em cenários de medição de alta precisão.
portanto,O núcleo da seleção de lentes telecêntricas reside em: esclarecer os requisitos da aplicação e combinar com precisão os requisitos com o tipo e os parâmetros da lente, em vez de simplesmente buscar a 'telecentricidade' em si.
Quando você precisa escolher uma lente telecêntrica?
Com base no princípio da óptica telecêntrica e nas suas vantagens em aplicações práticas, as lentes telecêntricas são frequentemente uma escolha melhor quando o objecto de detecção ou as condições de detecção satisfazem as seguintes condições:
O objeto a ser medido possui uma determinada espessura e precisa detectar as dimensões de altura ou espessura;
O alvo medido não está localizado no mesmo plano de medição;
Há incerteza sobre a distância de trabalho do objeto à lente;
Necessidade de detectar alvos com aberturas ou estruturas tridimensionais óbvias;
Altos requisitos para distorção de imagem e consistência de brilho;
Os defeitos só podem ser identificados de forma estável sob condições de iluminação paralela.
No cenário acima, as lentes industriais comuns são propensas a introduzir erros de medição devido a efeitos de perspectiva e mudanças de ampliação, enquanto as lentes telecêntricas podem efetivamente eliminar esses efeitos.
Análise dos principais parâmetros para seleção de lentes telecêntricas
Depois que ficar claro que você precisa usar uma lente telecêntrica, você precisa se concentrar nos seguintes parâmetros principais para garantir uma alta correspondência entre a lente, a câmera e o cenário de aplicação.
1. Tamanho do objeto (alcance do campo de visão)
O tamanho do objeto determina o alcance de disparo que a lente pode cobrir e deve ser razoavelmente selecionado com base no tamanho real do objeto que está sendo medido.
2. Tamanho quadrado da imagem (tamanho da superfície alvo da câmera)
O tamanho quadrado da imagem precisa corresponder ao tamanho do chip CCD/CMOS da câmera. Quanto maior a superfície da imagem de uma lente telecêntrica, geralmente maior é o custo; se a superfície da imagem da lente for maior que a diagonal do chip, isso causará um desperdício de custos; se for menor que a diagonal do chip, poderão ocorrer problemas de vinheta ou canto preto.
3. A distância de trabalho
é a distância entre a extremidade frontal da lente e o objeto que está sendo medido. Este parâmetro afeta diretamente a estrutura de instalação do sistema e o layout geral.
4. Resolução e tamanho de pixel
A resolução da lente deve atender aos requisitos de tamanho de pixel da câmera. Caso contrário, mesmo que a resolução da câmera seja alta, não será possível obter informações detalhadas reais e eficazes.
5. Requisitos de profundidade de campo
A profundidade de campo de uma lente telecêntrica está intimamente relacionada à ampliação. Quanto maior a ampliação, menor será a profundidade de campo. Um equilíbrio razoável precisa ser alcançado entre a precisão da medição e a profundidade de campo disponível ao selecionar.
6. Tipo de interface
Lentes telecêntricas geralmente usam interfaces industriais padrão, como montagem C, montagem F, M42, M58, etc. O tipo de interface não apenas determina o método de conexão física, mas também envolve correspondência de distância de flange padrão. Geralmente, câmeras com superfícies alvo de 1,2 polegadas e abaixo usam principalmente montagem C.
7. Ampliação
A ampliação óptica pode ser calculada pelo 'tamanho do chip/tamanho real do campo de visão'. De acordo com o tamanho do objeto a ser medido e a resolução necessária, selecione a combinação apropriada de lente do objeto e câmera para determinar uma ampliação razoável. Ao mesmo tempo, deve-se prestar atenção ao impacto das alterações de ampliação na profundidade de campo.
8. Capacidade de controle de distorção
Lentes telecêntricas de alta qualidade geralmente controlam a distorção abaixo de 0,1% através de processos rígidos de design óptico e fabricação, e até mesmo alcançam imagens quase livres de distorção, fornecendo garantia confiável para medições de alta precisão.
Cenário de aplicação: lente telecêntrica
Com capacidades de imagem estáveis e precisas, as lentes telecêntricas desempenham um papel importante em vários setores de ponta:
A medição dimensional de precisão,
como peças de telefones celulares, rolamentos de precisão e medição de espaçamento entre pinos de conectores, depende de imagens de baixa distorção e sem paralaxe.
Detecção de defeitos de superfície
Pixels defeituosos em telas LCD, arranhões em vidro e detecção de buracos em superfícies metálicas dependem de alta resolução e iluminação uniforme.
O posicionamento e orientação automatizados
de robôs para captura de chips e posicionamento de patches SMT exigem profundidade de campo e estabilidade de imagem extremamente altas.
O alinhamento de wafer de fabricação de semicondutores e eletrônicos
, a inspeção de esfera de solda BGA e a inspeção de qualidade de furo passante de PCB geralmente exigem alta ampliação e recursos de imagem no infravermelho próximo.
Aplicações como análise de chips microfluídicos de pesquisa biomédica e científica
e classificação de pílulas dependem de imagens precisas sem distorção de perspectiva.
Sugestões de seleção e uso
Para garantir o melhor desempenho das lentes telecêntricas em aplicações práticas, recomenda-se atentar aos seguintes pontos:
Esclareça os principais requisitos,
incluindo tamanho do campo de visão, limite de distância de trabalho, precisão de detecção (resolução/distorção) e comprimento de onda de trabalho.
Combine o sensor da câmera
e confirme o campo de visão máximo do objeto correspondente a diferentes tamanhos de superfície alvo (como 1,5', 28,2 mm, 32,6 mm) de acordo com a tabela de dados da lente para garantir a cobertura completa do chip da câmera.
Acessórios de interface e montagem
: Escolha a versão F ou M42 de acordo com a interface da câmera e combine o suporte de montagem padrão d para melhorar a estabilidade do sistema.
A combinação de iluminação e abertura
otimiza a profundidade de campo e o brilho através da abertura variável e combina com fonte de luz telecêntrica ou luz de fundo paralela para melhorar ainda mais a consistência da imagem.
Precauções para aplicações infravermelhas
Se você trabalha na banda de 800–900 nm, ajuste a distância de trabalho de acordo com as observações, refoque e calibre.
A seleção de lentes telecêntricas não é uma simples correspondência de parâmetros, mas requer consideração abrangente de vários fatores, como as características do objeto que está sendo medido, requisitos de precisão de detecção, parâmetros da câmera, estrutura do sistema e condições ópticas e de instalação no local.a Zhixiang Vision equipar os clientes com lentes telecêntricas, ela configurará o sistema de acordo com seu princípio de funcionamento para construir uma solução de inspeção de visão de máquina estável e de alta precisão. Quando Isso permite aproveitar ao máximo as vantagens das lentes telecêntricas em medições de precisão e testes de consistência. Com a melhoria contínua dos requisitos de precisão e desempenho para inspeção industrial, as lentes telecêntricas estão gradualmente se tornando uma opção de configuração em sistemas de visão industrial de última geração.
