Ako vybrať parametre pre telecentrické šošovky?

Keďže sa aplikácia strojového videnia pri presnom meraní, rozmerovej kontrole a vysokokonzistentnej kontrole neustále prehlbuje, telecentrické šošovky sa postupne stávajú základnými optickými komponentmi v špičkových vizuálnych kontrolných systémoch vďaka svojim výhodám nízkeho skreslenia, neustáleho zväčšenia a eliminácie chýb perspektívy. Vzhľadom na rôzne typy a konfigurácie parametrov telecentrických šošoviek sa však pre mnohých používateľov stalo kľúčovým problémom vedeckého výberu na základe skutočných potrieb.

Typy a nápady na výber telecentrických šošoviek

Z definície telecentricity sa telecentrické šošovky delia hlavne do troch kategórií: telecentrické šošovky na strane objektu, telecentrické šošovky na strane obrazu a bi-telecentrické šošovky. Medzi nimi telecentricita na strane objektu a telecentricita na strane obrazu zodpovedajú vstupnej pupile a výstupnej pupile v nekonečne, zatiaľ čo bi-telecentrická šošovka má charakteristiky telecentricity na strane objektu aj na strane obrazu a je najpoužívanejšia v scenároch s vysokou presnosťou merania.

pretoJadro výberu telecentrických šošoviek spočíva v objasnení aplikačných požiadaviek a presného zosúladenia požiadaviek s typom a parametrami šošoviek, namiesto toho, aby sa jednoducho sledovala samotná 'telecentricita'.

Kedy je potrebné zvoliť telecentrický objektív?

Na základe princípu telecentrickej optiky a jej výhod v praktických aplikáciách sú telecentrické šošovky často lepšou voľbou, keď objekt detekcie alebo podmienky detekcie spĺňajú nasledujúce podmienky:

Objekt, ktorý sa má merať, má určitú hrúbku a potrebuje zistiť rozmery výšky alebo hrúbky;

Meraný cieľ nie je umiestnený v rovnakej rovine merania;

Existuje neistota týkajúca sa pracovnej vzdialenosti od objektu k šošovke;

Potreba detekovať ciele s otvormi alebo zjavnými trojrozmernými štruktúrami;

Vysoké požiadavky na skreslenie obrazu a konzistenciu jasu;

Poruchy je možné stabilne identifikovať len pri paralelných svetelných podmienkach.

Vo vyššie uvedenom scenári sú bežné priemyselné šošovky náchylné na zavádzanie chýb merania v dôsledku perspektívnych efektov a zmien zväčšenia, zatiaľ čo telecentrické šošovky môžu tieto efekty účinne eliminovať.

Analýza kľúčových parametrov pre výber telecentrickej šošovky

Keď je jasné, že musíte použiť telecentrický objektív, musíte sa zamerať na nasledujúce základné parametre, aby ste zabezpečili vysokú zhodu medzi objektívom, fotoaparátom a scenárom aplikácie.

1. Veľkosť objektu (rozsah zorného poľa)
Veľkosť objektu určuje rozsah snímania, ktorý môže objektív pokryť, a mala by sa primerane vybrať na základe skutočnej veľkosti meraného objektu.

2. Štvorcová veľkosť obrazu (veľkosť cieľového povrchu kamery)
Štvorcová veľkosť obrazu musí zodpovedať veľkosti CCD/CMOS čipu fotoaparátu. Čím väčšia je plocha obrazu telecentrickej šošovky, tým vyššia je cena; ak je obrazový povrch šošovky väčší ako uhlopriečka čipu, spôsobí to plytvanie nákladmi; ak je menšia ako uhlopriečka čipu, môžu sa vyskytnúť problémy s vinetáciou alebo čiernym rohom.

3. Pracovná vzdialenosť
je vzdialenosť medzi predným koncom šošovky a meraným objektom. Tento parameter priamo ovplyvňuje štruktúru inštalácie systému a celkové rozloženie.

4. Rozlíšenie a veľkosť pixelov
Rozlíšenie objektívu musí spĺňať požiadavky na veľkosť pixelov fotoaparátu. V opačnom prípade, aj keď je rozlíšenie fotoaparátu vysoké, nie je možné získať skutočné a efektívne podrobné informácie.

5. Požiadavky na hĺbku ostrosti
Hĺbka ostrosti telecentrickej šošovky úzko súvisí so zväčšením. Čím väčšie zväčšenie, tým menšia hĺbka ostrosti. Pri výbere je potrebné nájsť primeranú rovnováhu medzi presnosťou merania a dostupnou hĺbkou ostrosti.

6. Typ rozhrania
Telecentrické šošovky zvyčajne používajú štandardné priemyselné rozhrania, ako sú C-mount, F-mount, M42, M58 atď. Typ rozhrania určuje nielen fyzický spôsob pripojenia, ale zahŕňa aj štandardné prispôsobenie vzdialenosti príruby. Vo všeobecnosti kamery s cieľovými plochami 1,2 palca a menej väčšinou používajú C-mount.

7. Zväčšenie
Optické zväčšenie možno vypočítať podľa 'veľkosti čipu/skutočnej veľkosti zorného poľa'. Podľa veľkosti meraného objektu a požadovaného rozlíšenia vyberte vhodnú kombináciu objektívu a fotoaparátu, aby ste určili primerané zväčšenie. Zároveň treba venovať pozornosť vplyvu zmien zväčšenia na hĺbku ostrosti.

8. Schopnosť kontroly skreslenia
Vysokokvalitné telecentrické šošovky zvyčajne kontrolujú skreslenie pod 0,1 % prostredníctvom prísneho optického dizajnu a výrobných procesov a dokonca dosahujú takmer neskreslený obraz, čo poskytuje spoľahlivú záruku pre vysoko presné meranie.

Scenár aplikácie: telecentrická šošovka

Vďaka stabilným a presným zobrazovacím schopnostiam hrajú telecentrické šošovky dôležitú úlohu vo viacerých špičkových odvetviach:

Presné meranie rozmerov,
ako sú diely mobilných telefónov, presné ložiská a meranie vzdialenosti kolíkov konektorov, sa spolieha na zobrazovanie bez paralaxy s nízkym skreslením.

Detekcia povrchových defektov
Chybné pixely na LCD obrazovke, škrabance na skle a detekcia jamiek na kovovom povrchu sa spoliehajú na vysoké rozlíšenie a rovnomerné osvetlenie.

Automatizované polohovanie a navádzanie
robotov na zachytávanie čipov a polohovanie SMT patchov si vyžaduje extrémne vysokú hĺbku ostrosti a stabilitu obrazu.

Zarovnanie doštičiek pri výrobe polovodičov a elektroniky
, kontrola spájkovacej guľôčky BGA a kontrola kvality cez dieru PCB často vyžadujú vysoké zväčšenie a možnosti zobrazovania v blízkej infračervenej oblasti.

Aplikácie, ako je biomedicínska a vedecká výskumná
analýza mikrofluidných čipov a triedenie piluliek, sa spoliehajú na presné zobrazovanie bez skreslenia perspektívy.

Návrhy na výber a použitie

Na zabezpečenie najlepšieho výkonu telecentrických šošoviek v praktických aplikáciách sa odporúča venovať pozornosť nasledujúcim bodom:

Ujasnite si základné požiadavky
vrátane veľkosti zorného poľa, limitu pracovnej vzdialenosti, presnosti detekcie (rozlíšenie/skreslenie) a pracovnej vlnovej dĺžky.

Priraďte snímač fotoaparátu
a potvrďte maximálne zorné pole objektu zodpovedajúce rôznym veľkostiam cieľového povrchu (napríklad 1,5', 28,2 mm, 32,6 mm) podľa tabuľky s údajmi o objektíve, aby ste zabezpečili úplné pokrytie čipu fotoaparátu.

Rozhranie a montážne príslušenstvo
: Vyberte si verziu F alebo M42 podľa rozhrania kamery a prispôsobte štandardnú montážnu konzolu d, aby ste zlepšili stabilitu systému.

Kombinácia osvetlenia a clony
optimalizuje hĺbku poľa a jas pomocou variabilnej clony a kombinuje sa s telecentrickým zdrojom svetla alebo paralelným podsvietením, aby sa ďalej zlepšila konzistencia obrazu.

Preventívne opatrenia pre infračervené aplikácie
Ak pracujete v pásme 800–900 nm, mali by ste upraviť pracovnú vzdialenosť podľa poznámok a znova zaostriť a kalibrovať.

Výber telecentrických šošoviek nie je jednoduchým prispôsobením parametrov, ale vyžaduje komplexné zváženie rôznych faktorov, ako sú charakteristiky meraného objektu, požiadavky na presnosť detekcie, parametre kamery, štruktúra systému a optické a inštalačné podmienky na mieste.spoločnosť Zhixiang Vision vybaví zákazníkov telecentrickými šošovkami, nakonfiguruje systém podľa svojho pracovného princípu tak, aby vytvoril stabilné a vysoko presné riešenie kontroly strojového videnia. Keď To mu umožňuje naplno využiť výhody telecentrických šošoviek pri presnom meraní a testovaní konzistencie. S neustálym zlepšovaním požiadaviek na presnosť a výkon pri priemyselnej kontrole sa telecentrické šošovky postupne stávajú voľbou konfigurácie v špičkových systémoch strojového videnia.