Что такое телецентрические линзы?

Телецентрический объектив для машинного зрения

Телецентрический объектив в основном относится к специальным объективам, предназначенным для коррекции параллакса промышленных объективов.

При использовании промышленного объектива измеряемый объект обычно находится близко, из-за чего изображение выглядит далеким. Это может вызвать такие проблемы, как изменение увеличения, искажение объектива, низкое разрешение и размытые края. Это происходит из-за того, что объект часто не находится в плоскости измерения.

Чтобы решить эти проблемы, инженеры машинного зрения создали телецентрическую линзу. Эта линза предлагает явные преимущества для точных измерений и метрологии.

Какое приложение должно использовать телецентрический объектив?

Телецентрические объективы лучше всего подходят для осмотра объектов в 6 ситуациях благодаря своим уникальным преимуществам и характеристикам.

• Когда необходимо обнаружить толстые объекты (толщина>1/10 диаметра поля зрения);
• Когда вам необходимо обнаружить объекты, которые не находятся в одной плоскости;
• Когда неясно, на каком расстоянии от объектива находится объект;
• Когда вам необходимо обнаружить трехмерные объекты с апертурами;
• Когда требуются низкие искажения и практически постоянная яркость изображения;
• Когда дефекты можно обнаружить только при параллельном освещении в одном направлении.

Телецентрический объектив против обычного объектива

Интеграторы машинного зрения знают, что хорошая оптика важна для лучшей производительности системы. Телецентрические линзы необходимы для точных измерений размеров в приложениях обработки изображений. Инженерам-программистам нужны четкие изображения с минимальными искажениями для точного измерения механических деталей. Интеграторы машинного зрения понимают важность использования хорошей оптики для оптимальной производительности системы.

Телецентрические объективы необходимы для точных измерений размеров в приложениях визуализации. Четкие изображения с минимальными искажениями имеют решающее значение для инженеров-программистов для точного измерения механических деталей. Правильное размещение должно минимизировать эффекты перспективы, которые могут привести к изменению увеличения трехмерных объектов.

• Изменение увеличения из-за смещения объекта
• Искажение изображения
• Ошибка перспективы
• Плохое разрешение изображения

Неопределенность положения края объекта из-за геометрии источника света

Телецентрические объективы способны уменьшить или даже устранить большинство из вышеперечисленных проблем, что делает их ключевым компонентом при разработке высокоточных измерительных приложений.

Преимущества — Ограниченная ошибка перспективы

При использовании телецентрического объектива размер объекта на изображении остается постоянным независимо от его расстояния от объектива. При съемке промышленных деталей стандартные объективы могут демонстрировать перспективные ошибки. Телецентрические объективы, с другой стороны, могут устранить эти эффекты.

При использовании телецентрического объектива размер объекта на изображении остается постоянным независимо от его расстояния от объектива. При фотографировании промышленных деталей стандартными и телецентрическими объективами стандартные объективы могут демонстрировать перспективные ошибки. Телецентрические объективы, с другой стороны, могут устранить эти эффекты.

При визуализации трехмерного объекта (не идеально плоского объекта) с помощью обычной оптики удаленные объекты кажутся меньше, чем близлежащие объекты. Таким образом, при визуализации цилиндрической полости верхний и нижний края короны выглядят как два концентрических круга, хотя на самом деле они идентичны.

Напротив, при использовании телецентрического объектива оба края короны полностью перекрываются, а нижний край короны полностью затемняется.

Преимущества — высокое разрешение

Телецентрические объективы имеют высокое разрешение по всему полю зрения. Это делает их пригодными для приложений, требующих высокого разрешения, таких как микроскопия, метрология и машинное зрение.

PS: С левой стороны используется обычный оптический объектив, а с правой стороны — телецентрический объектив.

Преимущества - Низкий уровень искажений

Искажение — одна из самых серьезных проблем, ограничивающих точность измерений. Обычные оптические устройства могут иметь искажения в диапазоне от нескольких процентов до десятков процентов. Это затрудняет точные измерения. Проблема становится более серьезной с нетелецентрическими объективами.

Проблема усугубляется с нетелецентрическими объективами. Высококачественные телецентрические объективы обычно имеют очень низкую дисторсию, со значениями в пределах 0,1%; хотя это значение кажется очень малым, вызванная им ошибка измерения будет близка к размеру пикселя в камере с высоким разрешением.

      (слева — искажение типа «подушка», справа — искажение типа «бочка»)

(Левое изображение получено с помощью телецентрического объектива, не демонстрирующего никаких искажений формы. Правое изображение получено с помощью обычного объектива, демонстрирующего сильное радиальное искажение.)

Преимущества — отсутствие неопределенности положения края

При фотографировании объекта против света часто бывает сложно определить точное местоположение его края. Это происходит потому, что на темном фоне яркие пиксели на краю объекта имеют тенденцию перекрываться темными пикселями. Кроме того, если объект имеет высоко трехмерную форму, граничные эффекты еще больше ограничивают точность измерений.

   
（Рис.1） （Рис.2）

(Рис.1) На снимке, сделанном объективом, видна внутренняя стенка отверстия шестерни, вся шестерня выпуклая по центру, данные об апертуре и внешнем крае не соответствуют действительности, считывание края затруднено, требуется очень сложный алгоритм коррекции.

(Рис.2) При фотографировании шестерни с помощью телецентрического объектива внутренний край отверстия шестерни и внешний край шестерни четко очерчены, данные апертуры реальны, внутренняя стенка отверстия не видна, а внешняя стенка искажена, и коррекция изображения не требуется.

(Рис.3) Из-за визуальных ошибок и неточной фокусировки при съемке обычным объективом видна внутренняя стенка, выемка края нечеткая, а при съемке вентиляционного отверстия пластиковой формы (обведено красным) появляется тень, что влияет на распознавание.

(Рис.4) Съемка с телецентрическим объективом. Поскольку телецентрический объектив обладает телецентрическими характеристиками параллельного света, визуальной ошибки нет. Поэтому при съемке вентиляционного отверстия пластиковой формы (обведено красным) внутренняя кромка стенки четкая, а данные точные. При съемке круглого отверстия (зеленого) кромка отверстия четкая, и легко обнаружить заусенцы и размер апертуры.

Телецентрические объективы с различной структурой и оптическим дизайном
Существуют различные типы телецентрических объективов. Эти типы основаны на их применении и конструкции. Типы включают объектно-пространственные, образно-пространственные и би-телецентрические объективы .

Эти три объектива имеют очевидные различия в конструкции и применении, и выбор объектива зависит от конкретных потребностей, включая точность измерения, качество изображения и сценарии применения. Объектно-пространственные телецентрические объективы имеют телецентрические характеристики на объектном конце.

Телецентрические объективы с пространственным изображением имеют их на конце изображения. Бителецентрические объективы имеют телецентрические характеристики на обоих концах для более высокой точности и согласованности. Бителецентрические объективы имеют телецентрические характеристики на обоих концах для более высокой точности и согласованности.

Объектив Телецентрический Объектив Пространства

Широко используется в измерительных, инспекционных и промышленных системах технического зрения, особенно в ситуациях, когда необходимо точно измерить размер и форму объектов. Vision Datum предлагает компактные телецентрические объективы, подходящие для приложений AOI (автоматического оптического контроля).

Телецентрическое изображение в пространстве объектов, где апертура расположена в задней фокальной плоскости объектива. Входной зрачок расположен на бесконечности, а главный луч перед объективом параллелен оптической оси. В пределах разумного диапазона движения увеличение объекта не зависит от расстояния до объекта, а высота изображения не меняется, даже если расстояние до объекта меняется.

Телецентрический объектив со стороны объекта

Телецентрическая визуализация пространства изображения, где апертура расположена в передней фокальной плоскости объектива. Выходной зрачок находится на бесконечности, а главный луч после объектива параллелен оптической оси. (Если вам нужна эта структура телецентрической линзы, свяжитесь с нами)

Бителецентрический объектив

Би-телецентрический объектив сочетает в себе преимущества телецентричности пространства объекта и телецентричности пространства изображения. В пределах глубины резкости расстояние до объекта или расстояние до камеры не повлияет на увеличение системы формирования изображения.
Применение: Подходит для ситуаций, когда необходимо одновременно решать проблемы телецентричности пространства объектов и пространства изображений, например, в области точных измерений.

Бителецентрическая линза Vision Datum

• Глубина резкости больше, чем телецентричность объекта/изображения, что означает, что на том же рабочем расстоянии бителецентрический объектив может наблюдать более широкий диапазон объектов, что подходит для ситуаций, когда разница высот наблюдаемых объектов велика.
• Более высокая телецентричность может обеспечить более точные результаты измерений.
• Высокое разрешение: даже при использовании датчиков изображения с малым размером пикселя бителецентрические объективы могут генерировать изображения с высоким разрешением, что очень полезно для сценариев применения, требующих изображений высокой четкости.
• Поддерживает камеры большой площади и может использоваться с нашими камерами высокого разрешения и камерами с линейным сканированием.
• Более точное и постоянное увеличение: Бителецентрические линзы могут обеспечить более точное и постоянное увеличение, что является важным преимуществом для приложений, требующих точных измерений.
• Может использоваться для приложений с большим полем зрения
• Би-телецентрические объективы стоят дорого, поэтому не многие могут позволить себе телецентрические объективы.
• Чем меньше увеличение, тем больше размер и тяжелее.

Лучший выбор — телецентрический объектив, адаптированный к источнику света

Телецентрические объективы лучше всего работают с параллельным источником света. Они отфильтровывают большую часть рассеянного света, поэтому изображения могут выглядеть темнее при естественном освещении. Использование параллельного источника света с телецентрическими объективами может улучшить четкость и стабильность краев объекта. Это также может помочь снизить шум во время обнаружения.

Тип адаптивного источника света
Телецентрический параллельный источник света: поскольку светодиод расположен в фокусе выпуклой линзы, излучаемый свет является параллельным и подходит для использования с телецентрическими линзами, такими как точечный источник света и телецентрический источник света.

Параллельный поверхностный источник света: Слой светорегулирующей пленки добавляется к поверхности рассеивателя обычного поверхностного источника света для улучшения параллельности источника света. Подходит для сцен, требующих большей площади освещения, например, для подсветки сзади.

ПОДПИШИТЕСЬ НА НАС👍👍

Наслаждаться!!

Поддержите нас

Получить больше продуктов

► Веб-сайт:

https://www.visiondatum.com/en/

► Сайт магазина:

https://shop.visiondatum.com/

► Почта: sales01@visiondatum.com