По мере того, как промышленное производство развивается в направлении высокой точности и высокой последовательности, постепенно возникают проблемы перспективной ошибки и изменения увеличения традиционных нетелецентрических линз в сценариях большого поля зрения и высокоточных измерений. Чтобы удовлетворить потребности в больших заготовках, проверке всей платы и высокоточном измерении размеров, появились ультрателецентрические линзы, которые стали важными оптическими компонентами в высокотехнологичных системах машинного зрения.
По сравнению с обычными промышленными линзами,В конструкции супертелецентрических объективов используется большая светосила и более сложная комбинация линз, поэтому общий размер относительно велик. Однако эта конструкция направлена не просто на объем, а на достижение меньшего искажения, более стабильного постоянного увеличения и большего эффективного поля зрения, обеспечивая точность и последовательность результатов измерений с оптической точки зрения.
В практическом применении ультрателецентрические линзы могут эффективно устранять ошибки перспективы. Даже если положение измеряемого объекта изменится в определенном диапазоне высот, размер его изображения существенно не изменится. Благодаря этой функции он особенно эффективен в таких сценариях, как измерение заготовок большого размера, прецизионный контроль размеров компонентов и одновременный контроль нескольких объектов.
В настоящее время супертелецентрические линзы широко используются при проверке упаковки полупроводников, проверке всей электронной платы 3C, прецизионном измерении аппаратного обеспечения, проверке батарей новой энергии и полюсных наконечников и в других областях. Обладая стабильными характеристиками изображения и чрезвычайно высокой повторяемостью измерений, ультрателецентрические линзы обеспечивают надежную основу данных для систем машинного зрения.
Конструкция и сравнение телецентрических объективов
С точки зрения оптической структуры промышленные линзы можно разделить на нетелецентрические и телецентрические линзы. Среди них телецентрические линзы делятся на телецентрические линзы со стороны объекта, телецентрические линзы со стороны изображения и бителецентрические линзы на основе различных характеристик оптического пути. Каждый из трех имеет свои особенности с точки зрения точности визуализации и сценариев применения.
В оптической системе изображение апертурной диафрагмы в пространстве предметов называется входным зрачком, а изображение в пространстве изображений — выходным зрачком. Входной зрачок, апертурная диафрагма и выходной зрачок находятся в сопряженных отношениях друг с другом. Свет, проходящий через центр диафрагмы, называется главным лучом. Он проходит через центр входного и выходного зрачков одновременно, представляя центральное направление луча изображения.
В телецентрической оптической схеме главный луч остается параллельным оптической оси на стороне объекта или изображения, тем самым эффективно устраняя эффект перспективы. Это ключ к отличию телецентрических объективов от обычных промышленных объективов.
С постоянным повышением требований к точности и эффективности промышленного контроля ультрателецентрические линзы постепенно становятся основной оптической конфигурацией в высококачественных решениях для визуального контроля, обеспечивая более надежную техническую поддержку для интеллектуального и автоматизированного производства.
Телецентрическая конструкция линзы
Конструкция с высокой телецентричностью
Телецентрические оптические системы широко используются в области высокоточных визуальных измерений, а уровень их телецентричности напрямую определяет постоянство увеличения изображения при различной глубине резкости. В процессе проектирования мы контролировали индекс телецентричности на уровне 0,01%, эффективно гарантируя, что разница в увеличении изображения объектива при разных положениях глубины в пределах диапазона глубины резкости незначительна, тем самым значительно улучшая стабильность и надежность результатов измерений. Эта конструкция обеспечивает надежную поддержку применения бителецентрических линз для высокоточного измерения глубины, еще больше расширяя область их применения в области точных визуальных измерений.
Конструкция рефракционного оптического пути
ограничена структурой оптического пути. Традиционные телецентрические линзы обычно имеют большие размеры и цилиндрическую форму, что вносит определенные трудности при монтаже и фиксации оборудования, особенно на автоматизированных производственных линиях с ограниченным пространством. Чтобы решить эту проблему, мы инновационно использовали рефракционную структуру оптического пути. Благодаря множественным переходам оптических путей мы значительно уменьшили общий размер линзы, обеспечив при этом качество изображения, уменьшив общую длину линзы более чем вдвое. В то же время, в сочетании с более удобными методами установки и позиционирования, адаптируемость телецентрических линз на автоматизированных производственных линиях эффективно улучшается, что позволяет более тесно интегрировать бителецентрические продукты в реальные производственные сценарии.
Конструктивный дизайн центрирующего оптического пути
Традиционные телецентрические линзы в основном используют кольцевую структуру с резьбой, состоящую из многосегментных механизмов. Хотя его легко изготовить и собрать, он может легко повлиять на общую соосность объектива, тем самым влияя на качество изображения. Чтобы найти баланс между эффективностью сборки и производительностью визуализации, на этапе проектирования продукта мы внедрили структуру центрирующего оптического пути, гарантируя согласованность соосности между каждым структурным компонентом с помощью центрирующего механизма и оптимизируя процесс сборки. Такая конструкция эффективно улучшает качество изображения объектива и стабильность продукта, а также обеспечивает надежную гарантию стабильности качества и производительности при массовом производстве.
Как выбрать промышленные линзы
В приложениях для точного измерения зрения обычные промышленные линзы часто сталкиваются с определенными ограничениями при фактическом использовании, которые в основном отражаются в следующих аспектах:
Когда измеряемый объект находится в разных плоскостях измерения, трудно поддерживать постоянное увеличение изображения;
Искажение объектива относительно велико, что влияет на точность измерения размеров;
Существует очевидный феномен параллакса, то есть изменения расстояния до объекта приводят к изменению увеличения изображения;
Разрешение объектива ограничено и трудно удовлетворить потребности высокоточного обнаружения;
Из-за геометрических характеристик источника визуального света существует определенная неопределенность в положении краев изображения.
Чтобы решить вышеупомянутые проблемы, телецентрические линзы могут добиться эффективных улучшений благодаря своей уникальной оптической структуре. Поскольку главные лучи изображения примерно параллельны, телецентрическая линза может поддерживать стабильное и постоянное увеличение в пределах определенного диапазона рабочих расстояний, что значительно снижает ошибки измерения, вызванные изменениями высоты, и принципиально устраняет влияние перспективы и параллакса на результаты интерпретации.
В то же время телецентрические объективы обычно имеют лучшее качество изображения и меньшие искажения. При использовании с датчиками высокого разрешения и измерительным программным обеспечением они позволяют добиться точных измерений размеров с высокой повторяемостью и постоянством. По этой причине телецентрические линзы стали важными оптическими компонентами в таких сценариях применения, как высокоточные измерения и метрологический контроль, и широко используются в системах машинного зрения, требующих высокой точности и стабильности измерений.
Навыки выбора объектива и случаи применения
Распространенная поговорка гласит: «Машинное зрение, по сути, использует машины для замены человеческих глаз для измерения и суждения». Полная система машинного зрения обычно состоит из промышленных камер, линз, источников света, систем обработки изображений и приводов. Среди них промышленные линзы являются ключевым мостом, соединяющим физический мир и данные изображения. Разумность их выбора напрямую влияет на качество изображения системы и точность обнаружения, а также является ключевым звеном, которое нельзя игнорировать при проектировании визуальной системы.
В системах машинного зрения качество изображения является основой всего анализа и оценок, а объектив является ключевым фактором, определяющим четкость изображения, контроль искажений и диапазон поля зрения. Подходящий объектив может точно восстановить истинный размер и подробные характеристики измеряемого объекта, а также обеспечить стабильный и надежный ввод данных для внутреннего алгоритма; и наоборот, если объектив выбран неправильно, могут возникнуть такие проблемы, как недостаточное разрешение, чрезмерные искажения и несоответствующая глубина резкости, что не только увеличит сложность обработки изображения, но и напрямую повлияет на точность и согласованность результатов обнаружения. Таким образом, научный и разумный выбор линз на ранней стадии проектирования системы является важной предпосылкой для обеспечения производительности системы машинного зрения.
С широким применением технологий машинного зрения в электронном производстве, автомобильной промышленности, упаковке и полиграфии, пищевой промышленности, медицинских испытаниях и других отраслях требования к линзам в различных сценариях становятся все более разнообразными. Существуют существенные различия в размерах, конструкции, требованиях к точности и пространстве установки измеряемых объектов. Это делает выбор объектива уже не простым сопоставлением параметров, а требует всесторонней оценки, основанной на конкретных приложениях. Далее мы начнем с распространенных типов линз и их характеристик в сочетании с реальными случаями применения, чтобы глубже изучить ключевые идеи и практические методы выбора промышленных линз.
В итоге,Разумный выбор промышленных линз – основа стабильной работы и высокоточного обнаружения систем машинного зрения. Телецентрические линзы с их уникальной оптической структурой и характеристиками изображения демонстрируют незаменимые преимущества в области точных измерений и высокоточного обнаружения. От основных конструкций, таких как высокая телецентричность и центрированные оптические пути, до визуализации и проверки измерений, проводимых в реальных рабочих условиях, телецентрические линзы не только имеют технические преимущества в теории, но также демонстрируют стабильные и надежные измерения в практических приложениях. Благодаря постоянному совершенствованию требований промышленного контроля к точности, эффективности и последовательности телецентрические линзы постепенно становятся важной частью высокопроизводительных систем машинного зрения, обеспечивая более надежную оптическую защиту для интеллектуального и автоматизированного производства.
