У міру того як промислове виробництво розвивається в напрямку високої точності та високої узгодженості, поступово з’являються проблеми помилки перспективи та зміни збільшення традиційних нетелецентричних лінз у сценаріях великого поля зору та високоточних вимірювань. Щоб задовольнити потреби застосування великих заготовок, перевірки всієї плати та високоточного вимірювання розмірів, з’явилися ультрателецентричні лінзи, які стали важливими оптичними компонентами в системах машинного зору високого класу.
У порівнянні зі звичайними промисловими лінзами,У структурній конструкції супертелецентричних об’єктивів використовується більша прозора діафрагма та складніша комбінація об’єктивів, тому загальний розмір відносно великий. Однак ця конструкція полягає не лише в об’ємі, а й у досягненні менших спотворень, більш стабільного постійного збільшення та більшого ефективного поля зору, що забезпечує точність і узгодженість результатів вимірювань з оптичної природи.
У практичних застосуваннях ультрателецентричні лінзи можуть ефективно усувати помилки перспективи. Навіть якщо положення вимірюваного об'єкта змінюється в межах певного діапазону висоти, розмір його зображення істотно не зміниться. Завдяки цій функції він працює особливо добре в таких сценаріях, як вимірювання заготовок великих розмірів, точна перевірка розмірів компонентів і одночасна перевірка кількох цілей.
В даний час супертелецентричні лінзи широко використовуються в інспекції упаковки напівпровідників, інспекції всієї електронної плати 3C, прецизійних апаратних вимірювань, інспекції акумуляторів нової енергії та полюсних наконечників та в інших сферах. Завдяки стабільній продуктивності зображення та надзвичайно високій повторюваності вимірювань ультрателецентричні лінзи забезпечують надійну базу даних для систем машинного зору.
Конструкція та порівняння телецентричних лінз
З точки зору оптичної структури промислові лінзи можна розділити на нетелецентричні лінзи та телецентричні лінзи. Серед них телецентричні лінзи поділяються на телецентричні лінзи з боку об’єкта, телецентричні лінзи зі сторони зображення та бітелецентричні лінзи на основі різних характеристик оптичного шляху. Кожна з трьох має свої особливості щодо точності зображення та сценаріїв застосування.
В оптичній системі зображення апертурної діафрагми в просторі предмета називається вхідною зіницею, а зображення в просторі зображення — вихідною зіницею. Вхідна зіниця, апертурна діафрагма і вихідна зіниця спряжені один з одним. Світло, що проходить через центр діафрагми, називається головним променем. Він проходить через центр вхідної зіниці та вихідної зіниці одночасно, представляючи центральний напрямок променя зображення.
У телецентричній оптичній конструкції головний промінь залишається паралельним оптичній осі з боку об’єкта або зображення, таким чином ефективно усуваючи ефект перспективи. Це ключ до відмінності телецентричних об’єктивів від звичайних промислових об’єктивів.
З постійним підвищенням вимог до точності та ефективності промислового контролю ультрателецентричні лінзи поступово стають основною оптичною конфігурацією в високоякісних рішеннях для візуального контролю, забезпечуючи надійнішу технічну підтримку для інтелектуального та автоматизованого виробництва.
Телецентрична конструкція лінзи
Конструкція з високою телецентричністю
Телецентричні оптичні системи широко використовуються в області високоточних візуальних вимірювань, і їхні рівні телецентричності безпосередньо визначають постійність збільшення зображення на різних глибинах різкості. У процесі проектування ми контролювали індекс телецентричності на рівні 0,01%, ефективно гарантуючи, що різниця у збільшенні зображення об’єктива при різних положеннях глибини в межах діапазону глибини різкості є незначною, тим самим значно покращуючи стабільність і надійність результатів вимірювань. Ця конструкція забезпечує надійну підтримку застосування бітелецентричних лінз у високоточних вимірюваннях глибини, що ще більше розширює сферу їх застосування в області точних візуальних вимірювань.
Конструкція заломлюючого оптичного шляху
обмежена структурою оптичного шляху. Традиційні телецентричні об'єктиви зазвичай мають великі розміри і циліндричну форму, що створює певні труднощі при установці і фіксації обладнання, особливо в автоматизованих виробничих лініях з обмеженим простором. Щоб вирішити цю проблему, ми запровадили інноваційну структуру заломлюючого оптичного шляху. Завдяки численним переходам оптичних шляхів ми значно зменшили загальний розмір об’єктива, забезпечивши при цьому ефективність зображення, зменшивши загальну довжину об’єктива більш ніж наполовину. У той же час, у поєднанні з більш зручними методами встановлення та позиціонування, адаптивність телецентричних лінз на автоматизованих виробничих лініях ефективно покращується, що дозволяє більш тісно інтегрувати бітелецентричні продукти в реальні сценарії виробництва.
Структурна конструкція центруючого оптичного шляху
Традиційні телецентричні лінзи здебільшого використовують різьбову кільцеву структуру, яка складається з багатосегментних механізмів. Незважаючи на те, що його легко виготовити та зібрати, він може легко вплинути на загальну коаксіальність об’єктива, тим самим впливаючи на якість зображення. Щоб досягти балансу між ефективністю збирання та продуктивністю зображення, ми запровадили центруючу структуру оптичного шляху на етапі проектування продукту, забезпечуючи узгодженість коаксіальності між кожним конструктивним компонентом через механізм центрування та оптимізуючи процес збирання. Ця конструкція ефективно покращує якість зображення лінзи та консистенцію продукту, а також забезпечує надійну гарантію стабільності якості та продуктивності при масовому виробництві.
Як вибрати промислові лінзи
У програмах для точного вимірювання зору звичайні промислові лінзи часто стикаються з певними обмеженнями в реальному використанні, які в основному відображаються в таких аспектах:
Коли вимірюваний об’єкт знаходиться в різних вимірювальних площинах, важко підтримувати постійне збільшення зображення;
Викривлення лінзи є відносно великим, що впливає на точність вимірювання розмірів;
Існує очевидне явище паралакса, тобто зміни відстані до об’єкта спричинять зміни у збільшенні зображення;
Роздільна здатність об’єктива обмежена і важко задовольнити потреби високоточного виявлення;
Впливаючи на геометричні характеристики джерела візуального світла, існує певна невизначеність у положенні країв зображення.
Щоб вирішити зазначені вище проблеми, телецентричні лінзи можуть досягти ефективних покращень завдяки своїм унікальним оптичним структурам. Оскільки головні промені зображення приблизно паралельні, телецентрична лінза може підтримувати стабільне та постійне збільшення в певному діапазоні робочої відстані, значно зменшуючи помилки вимірювання, спричинені змінами висоти, і принципово усуваючи вплив перспективи та паралакса на результати інтерпретації.
У той же час телецентричні лінзи зазвичай мають кращу якість зображення та менші спотворення. При використанні з датчиками високої роздільної здатності та вимірювальним програмним забезпеченням вони можуть досягати точних розмірних вимірювань із високою повторюваністю та послідовністю. Через це телецентричні лінзи стали важливими оптичними компонентами в сценаріях застосування, таких як високоточні вимірювання та метрологічні перевірки, і широко використовуються в системах машинного зору, які вимагають високої точності вимірювань і стабільності.
Навички вибору лінз і випадків застосування
Загальноприйнятий вислів такий: машинний зір по суті використовує машини для заміни людських очей для вимірювання та судження. Повна система машинного зору зазвичай складається з промислових камер, лінз, джерел світла, систем обробки зображень і приводів. Серед них промислові лінзи є ключовим мостом, що з’єднує фізичний світ і дані зображення. Те, чи є їх вибір розумним, безпосередньо впливає на якість зображення системи та точність виявлення, і є ключовим зв’язком, який не можна ігнорувати при проектуванні візуальної системи.
У системах машинного зору якість зображення є основою всього аналізу та оцінки, а лінза є ключовим фактором, який визначає чіткість зображення, контроль спотворень і діапазон поля зору. Відповідна лінза може точно відновити справжній розмір і детальні характеристики вимірюваного об’єкта, а також забезпечити стабільне та надійне введення даних для внутрішнього алгоритму; і навпаки, якщо об’єктив вибрано неправильно, можуть виникнути такі проблеми, як недостатня роздільна здатність, надмірне спотворення та невідповідність глибини різкості, що не лише ускладнить обробку зображення, але й безпосередньо вплине на точність і послідовність результатів виявлення. Тому науковий і розумний вибір лінз на ранній стадії проектування системи є важливою передумовою для забезпечення продуктивності системи машинного зору.
Із широким застосуванням технології машинного зору в електронному виробництві, автомобільній промисловості, пакуванні та поліграфії, харчовій промисловості, медичному тестуванні та інших галузях промисловості вимоги до лінз у різних сценаріях стають дедалі різноманітнішими. Існують значні відмінності в розмірі, структурі, вимогах до точності та просторі для встановлення вимірюваних об’єктів. Завдяки цьому вибір об’єктива більше не зводиться до простого підбору параметрів, а потребує комплексної оцінки на основі конкретних застосувань. Далі ми почнемо з поширених типів лінз та їхніх характеристик у поєднанні з реальними випадками застосування, щоб глибше дослідити ключові ідеї та практичні методи вибору промислових лінз.
Таким чином,Розумний вибір промислових лінз є основою стабільної роботи та високоточного детектування систем машинного зору. Телецентричні лінзи з їх унікальною оптичною структурою та характеристиками зображення демонструють незамінні переваги в області точних вимірювань і виявлення з високою узгодженістю. Телецентричні лінзи не тільки мають технічні переваги в теорії, але й показують стабільні та надійні результати вимірювань у практичних застосуваннях. З постійним удосконаленням вимог промислового контролю щодо точності, ефективності та узгодженості, телецентричні лінзи поступово стають важливою частиною високоякісних систем машинного зору, забезпечуючи надійніший оптичний захист для інтелектуального та автоматизованого виробництва.
