¿Qué es una lente telecéntrica? ¿Cuál es el principio de una lente telecéntrica?
Historia del desarrollo
Las lentes industriales son componentes de imagen muy importantes en los sistemas de visión artificial. Si el sistema quiere ejercer plenamente sus funciones, las lentes industriales deben poder cumplir con los requisitos.
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Una lente telecéntrica
servirá. A principios del siglo XXI, con la aplicación generalizada de los sistemas de visión artificial en el campo de la inspección de precisión, es difícil que las lentes industriales comunes cumplan con los requisitos de inspección para compensar las deficiencias de las aplicaciones de lentes comunes y adaptarse a las necesidades. De la inspección de precisión surgieron las lentes telecéntricas.
Las lentes telecéntricas aportan un salto cualitativo a la inspección de precisión por visión artificial gracias a sus características ópticas únicas: alta resolución, profundidad de campo ultra amplia, distorsión ultrabaja y diseño único de luz paralela. Los fabricantes de lentes de renombre mundial incluyen Navitar de Estados Unidos, Schneider de Alemania, Opto Engineering de Italia, Kowa de Japón y Aftvision de China, todos los cuales ya tienen su propia marca de líneas de productos de lentes telecéntricas. [1]
Definición
La lente telecéntrica está diseñada principalmente para corregir el paralaje de las lentes industriales tradicionales. Puede hacer que la imagen obtenida dentro de un cierto rango de distancia del objeto no cambie. , lo cual es muy importante para aplicaciones donde los objetos medidos no están en la misma superficie. Debido a su exclusivo diseño de trayectoria de luz paralela, las lentes telecéntricas siempre han sido preferidas en aplicaciones de visión artificial que requieren una alta distorsión de la lente.
Principales ventajas
El propósito de las lentes telecéntricas es eliminar la La distancia entre el objeto medido (o chip CCD) y la lente es inconsistente, lo que resulta en diferentes aumentos. Según los principios de diseño de clasificación de las lentes telecéntricas, son:
1) El principio de diseño y función de la trayectoria óptica telecéntrica del espacio-objeto:
El rayo principal del espacio-objeto es paralelo al eje óptico, y el centro de convergencia del rayo principal se encuentra en La imagen está infinitamente lejos, lo que se denomina trayectoria de luz telecéntrica del objeto. Su función es: puede eliminar el error de lectura causado por un enfoque inexacto del lado del objeto.
2) El principio de diseño y la función de la trayectoria de luz telecéntrica del lado de la imagen:
El rayo principal del lado de la imagen es paralelo al eje óptico del centro de convergencia. El rayo principal se encuentra en el infinito del lado del objeto, que se llama: imagen del camino de luz de Fang Yuanxin. Su función es eliminar el error de medición causado por un enfoque incorrecto del lado de la imagen.
3) El principio de diseño y la función de la trayectoria de luz telecéntrica en ambos lados:
Combina las funciones duales de telecentricidad del lado del objeto/del lado de la imagen. Utilizado principalmente en el campo de la medición e inspección visual.
Selección de parámetros
Parámetros técnicos
1) Alta resolución de imagen
La resolución de la imagen generalmente se cuantifica cuantificando la frecuencia espacial existente del Sensor de imagen El contraste se mide en CTF (función de transferencia de contraste) en lp/mm (acoplamientos de líneas por milímetro). La mayoría de los integradores de visión artificial a menudo simplemente recopilan una gran cantidad de lentes baratas de pocos píxeles y baja resolución, y al final solo pueden producir imágenes borrosas. El uso de lentes telecéntricos AFT puede generar imágenes de alta resolución incluso con sensores de imagen de píxeles pequeños (como 5,5 megapíxeles, 2/3").
2) Distorsión casi nula
p>El coeficiente de distorsión es la diferencia porcentual entre el tamaño físico y el tamaño de la imagen del sensor de imagen. Las lentes de las máquinas comunes generalmente tienen una distorsión superior al 1 ~ 2%, lo que puede afectar seriamente la precisión de la medición. En comparación, la optoelectrónica AFT. La lente telecéntrica ha sido sometida a estrictas inspecciones de fabricación y calidad para controlar estrictamente este error por debajo del 0,1 %.
3) Sin error de perspectiva
Linealidad de precisión en aplicaciones de metrología A menudo es necesario realizar mediciones. para observar el objeto desde el frente estándar (sin incluir el costado). Además, muchas piezas mecánicas no se pueden colocar con precisión y el intervalo de tiempo de medición cambia constantemente, pero los ingenieros de software necesitan imágenes que reflejen con precisión el objeto real. resuelve perfectamente la confusión anterior: debido a que la pupila de entrada puede ubicarse en el infinito, solo recibirá el rayo principal paralelo al eje óptico durante la toma de imágenes.
4) Diseño telecéntrico y profundidad de campo ultra amplia<. /p>
La lente bit-telecéntrica AFT producida por Efit Optoelectronics no solo utiliza apertura y aumento para mejorar la profundidad natural del campo, sino que también tiene efectos ópticos incomparables de las lentes no telecéntricas: la imagen permanece sin cambios cuando los objetos se mueven dentro un cierto rango de distancia del objeto, es decir, la ampliación permanece sin cambios.
Cómo elegir
La visión artificial se ha desarrollado rápidamente en China en los últimos años. Todo el mundo tiene cierta comprensión de la selección de lentes ordinarias en la integración de sistemas, pero la selección de lentes telecéntricas. A menudo me confundo. Incluso después de seleccionar una lente con la ayuda de los técnicos, todavía no sé a qué aspectos prestar atención durante su uso. En respuesta a este problema, el gerente Wang del Departamento Técnico de Aftvision Optoelectronics Company presentó que el principio de selección coincidente de lentes telecéntricos y cámaras es el mismo que el de las lentes industriales ordinarias, siempre que las especificaciones de la superficie objetivo sean mayores o igual a la superficie objetivo de la cámara. Tenga en cuenta durante el uso que el área vertical debajo de la lente objetivo de la lente telecéntrica es una imagen telecéntrica, y el área más allá de este rango no es una imagen telecéntrica en sentido estricto. Esto debe tenerse en cuenta en el uso real. Tenga cuidado, de lo contrario se producirá un sesgo innecesario. ocurrir.
Cuando los clientes eligen una lente telecéntrica, primero deben entender cuándo elegir una lente telecéntrica. De acuerdo con las características principales y ventajas únicas de las lentes telecéntricas, lo mejor es utilizar lentes telecéntricas al inspeccionar objetos en las siguientes 6 situaciones:
1) Cuando es necesario detectar objetos con espesor (espesor>1 / 10 FOV de diámetro);
2) Cuando es necesario detectar objetos que no están en el mismo plano;
3) Cuando no está claro cuál es la distancia entre el objeto y la lente es;
4) Cuando es necesario detectar objetos tridimensionales con aperturas
5) Cuando es necesario tener baja distorsión y casi el mismo brillo de; el efecto de imagen;
6) Cuando los defectos están solo en Sólo se puede detectar bajo iluminación paralela en la misma dirección.
Al elegir una lente telecéntrica, primero debe comprender las condiciones de uso correspondientes de los indicadores relevantes de la lente telecéntrica:
1) Tamaño del objeto ------ rango de disparo.
2) Tamaño del cuadrado de la imagen------el tamaño de la superficie objetivo del CCD utilizado.
3) Distancia de trabajo------La distancia entre la superficie frontal de la lente del objeto y el sujeto.
4) Resolución---------El tamaño de píxel del CCD utilizado.
5) Profundidad de campo------------El rango dentro del cual la lente puede formar una imagen clara. Cuanto mayor sea la ampliación de la imagen/objeto, menor será la profundidad de campo.
6) Interfaz------------Interfaz de cámara, principalmente C, T y otras interfaces.
De acuerdo con la situación de uso (tamaño del objeto y resolución requerida), seleccione una lente de objeto y una cámara CCD o CMOS con el tamaño de objeto apropiado. Al mismo tiempo, obtenga el tamaño de la imagen, puede calcular la ampliación. y luego, según el producto, seleccione la lente de imagen adecuada de la lista. Durante el proceso de selección, también debe prestar atención a la influencia del índice de profundidad de campo, porque cuanto mayor sea la ampliación de la imagen/objeto, menor será la profundidad de campo. Para obtener una profundidad de campo adecuada, es posible que deba hacerlo. Vuelva a seleccionar la lente.
Editar clasificación básica de este párrafo
Las lentes telecéntricas se dividen principalmente en lentes telecéntricas del lado del objeto, lentes telecéntricas del lado de la imagen y lentes telecéntricas de ambos lados.
Lente del lado del objeto
La lente telecéntrica del lado del objeto coloca el diafragma de apertura en el plano focal del lado de la imagen del sistema óptico, incluso si la distancia del objeto cambia, la distancia de la imagen. También cambia, pero la altura de la imagen no cambia, es decir, el tamaño del objeto medido no cambia. Las lentes telecéntricas de objetos se utilizan para mediciones industriales de precisión con una distorsión mínima, y las lentes de alto rendimiento no pueden lograr ninguna distorsión.
Lente del lado de la imagen
La lente telecéntrica del lado de la imagen coloca el diafragma de apertura en el plano focal del lado del objeto de modo que el rayo principal del lado de la imagen sea paralelo al eje óptico, de modo que que aunque se cambia la posición de instalación del chip CCD, el tamaño de la imagen proyectada en el chip CCD permanece sin cambios.
Lente bilateral
La lente telecéntrica bilateral combina las ventajas de las dos lentes telecéntricas anteriores. En el procesamiento industrial de imágenes generalmente sólo se utilizan lentes telecéntricas para objetos. Ocasionalmente se utilizan lentes telecéntricas en ambos lados (por supuesto, el precio es mayor). En el campo del procesamiento de imágenes industrial/visión artificial, las lentes telecéntricas generalmente no funcionan, por lo que esta industria básicamente no las utiliza.
Editar las ventajas de la aplicación de este párrafo
Las lentes telecéntricas se utilizan principalmente para mediciones de precisión. En los sistemas de medición óptica de precisión, las lentes ópticas ordinarias tendrán ciertas limitaciones, como deformación de la imagen, errores causados por la selección de la perspectiva, incertidumbre de los límites causada por interferencias de fuentes de luz inapropiadas, etc., que a su vez afectan la precisión de la medición.
Las lentes telecéntricas pueden reducir o incluso eliminar eficazmente los problemas anteriores. Por lo tanto, las lentes telecéntricas se han convertido en un componente decisivo de los sistemas de medición óptica de precisión y sus campos de aplicación son cada vez más extensos.
[2]
Edite este párrafo para compararlo con lentes comunes.
Las lentes industriales telecéntricas están especialmente diseñadas para corregir el paralaje de las lentes industriales tradicionales. dentro de un cierto rango de distancia del objeto, de modo que la ampliación de la imagen obtenida no cambie con el cambio de la distancia del objeto. Esta es una aplicación muy importante cuando el objeto medido no está en la misma superficie del objeto.
Cuanto más cerca esté el objeto objetivo de una lente industrial común de la lente (cuanto más corta sea la distancia de trabajo), más grande será la imagen formada. Cuando se utilizan lentes normales para medir el tamaño, se producirán los siguientes problemas:
1) Debido a que el objeto medido no está en el mismo plano de medición, el aumento es diferente;
2) Lente Gran distorsión
3) El paralaje significa que cuando la distancia del objeto aumenta, la ampliación del objeto también cambia;
4) La resolución de la lente no es alta;
4) La resolución de la lente no es alta;
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5) Incertidumbre en la posición del borde de la imagen debido a las características geométricas de la fuente de luz visual.
La lente telecéntrica puede resolver eficazmente los problemas de las lentes comunes mencionados anteriormente y no existe un error de juicio de esta naturaleza, por lo que puede usarse en mediciones de alta precisión, metrología, etc. Las lentes telecéntricas son lentes industriales de alta gama que suelen tener una calidad de imagen superior y son particularmente adecuadas para aplicaciones de medición dimensional.
No importa dónde estés, a una distancia de trabajo específica, tendrás el mismo aumento después de reenfocar, porque el campo de visión máximo de una lente telecéntrica está directamente relacionado con la proximidad de la apertura de la lente. Cuanto más grande es, más grande se necesita la escena. Las lentes de medición telecéntricas pueden proporcionar una calidad de imagen superior con una distorsión menor que las lentes tradicionales de enfoque fijo. Este diseño óptico hace que la superficie de la imagen sea más simétrica y se puede usar con software para mediciones precisas.
Ventajas de las lentes comunes: bajo costo. , Práctico y versátil.
Desventajas de las lentes comunes: cambios de aumento y paralaje.
Aplicación general de lentes: obtención de imágenes de objetos de gran tamaño.
Ventajas de las lentes telecéntricas: aumento constante, no cambia con la profundidad de campo y no tiene paralaje.
Desventajas de las lentes telecéntricas: alto coste, gran tamaño y gran peso.
Aplicaciones de lentes telecéntricas: metrología, mediciones basadas en CCD, microcristales
Para más información, consulte
Clasificación y aplicaciones de lentes telecéntricas Ocasiones/noticias de detección /2013-3-7/211.html
Introducción a la aplicación de lentes telecéntricos
/server/yxjj-jieshao.html
Telecéntrico La diferencia entre lentes industriales y lentes industriales ordinarias
/News_View.asp?id=54