Konstruktionsprinzip des telezentrischen Objektivs und technische Vorteile

Telezentrische Linse ist ein optisches Design, bei dem der Hauptstrahl parallel zur optischen Achse verläuft. Aufgrund dieser Eigenschaften besteht der Hauptvorteil des telezentrischen Objektivs darin, Verzerrungen bei Defokussierung zu eliminieren und eine hervorragende Bildleistung bei hochpräzisen Messungen und Inspektionen zu bieten.

Ⅰ. Telezentrische Objektivdefinition

Telezentrische Objektive haben drei Kategorien, objekttelezentrisch, bildtelezentrisch und bi-telezentrisch. Der Unterschied zwischen diesen drei Arten liegt darin, dass der zur optischen Achse parallele Hauptstrahl objektseitig oder bildseitig oder sowohl objekt- als auch bildseitig liegt. Objektraum-telezentrisches Objektiv und bi-telezentrisches Objektiv sind die beliebtesten telezentrischen Objektive Anwendungen.

Ⅱ. Telezentrisches Objektivdesign

Der Zweck des telezentrischen Objektivdesigns besteht darin, den Vergrößerungsunterschied zu eliminieren, der durch die Inkonsistenz des Abstands zwischen dem gemessenen Objekt und dem Objektiv verursacht wird. Und unterschiedliche telezentrische Objektive erfordern unterschiedliche telezentrische Designs.

1. Das Konstruktionsprinzip des Objektraum-telezentrischen Strahlengangs

Das Konvergenzzentrum des Objektraum-Hauptstrahls parallel zur optischen Achse befindet sich unendlich weit entfernt vom Bildraum, der als Objekt bezeichnet wird telezentrischer Lichtweg im Weltraum. Seine Funktion ist: Es kann Lesefehler beseitigen, die durch ungenaues Fokussieren des Objekts verursacht werden.

2. Das Konstruktionsprinzip des bildseitigen telezentrischen Strahlengangs

Das Konvergenzzentrum des Hauptstrahls der Bildseite parallel zur optischen Achse befindet sich unendlich weit vom Objekt entfernt, das heißt der bildseitige telezentrische Strahlengang. Seine Funktion besteht darin, den Messfehler durch die ungenaue Fokussierung auf der Bildseite zu eliminieren.

3. Das Konstruktionsprinzip des telezentrischen Strahlengangs auf beiden Seiten

Es integriert die Doppelfunktionen der Objektraum-/Bildraum-Telezentrie und wird hauptsächlich im Bereich der visuellen Messung und Erkennung eingesetzt. bi-telezentrisches Objektiv, das auch als doppelt telezentrisches Objektiv bezeichnet wird, übernimmt dieses Prinzip.

< br/>

Ⅲ. Technische Vorteile des telezentrischen Objektivs

1. Hohe Auflösung

Die Bildauflösung wird im Allgemeinen durch die CTF (Contrast Transfer Function) gemessen, die den vorhandenen Ortsfrequenzkontrast des Bildsensors quantifiziert, und die Einheit ist lp/mm. Die meisten Machine-Vision-Integratoren sammeln oft nur eine große Anzahl billiger Objektive mit niedrigen Pixeln und niedriger Auflösung und können schließlich nur unscharfe Bilder erzeugen. Mit einem telezentrischen Objektiv können selbst mit einem kleinen Pixel-Bildsensor hochauflösende Bilder erzeugt werden.

2. Echtes telezentrisches Objektivdesign: ultragroße Schärfentiefe und geringe Verzerrung

Es gab die Meinung, dass das telezentrische Objektiv hauptsächlich das Verzerrungsproblem löst. Tatsächlich löst das telezentrische Objektiv nicht nur das Verzeichnungsproblem, sondern die geringe Verzeichnung ist nur ein zusätzliches Merkmal des telezentrischen Objektivs. Die einzigartigen optischen Eigenschaften des telezentrischen Objektivs: Wenn sich das Objekt im Sichtfeld bewegt, ändert sich seine Vergrößerung in verschiedenen Positionen nicht, was bestimmt, dass es in einigen Bereichen nicht durch gewöhnliche Industrieobjektive ersetzt werden kann. Beispielsweise lässt sich die größere Schärfentiefe gut an die Arbeitsumgebung vor Ort anpassen, was kein Problem ist, das nur durch Algorithmen gelöst werden kann.

3. Einzigartiges Design mit parallelem Lichtweg

Das Entwerfen eines telezentrischen Industrieobjektivs für paralleles Licht ist theoretisch nicht kompliziert, aber Eine andere Sache ist es, eine bestimmte Auflösung und Abbildungsqualität zu erreichen. Das telezentrische Objektiv Design und Herstellung ist in der Tat schwieriger als ein Objektiv im allgemeinen Sinne. Der Grund dafür ist, dass die Größe der optischen Linse des telezentrischen Objektivs relativ groß ist, was die Korrektur verschiedener Phasenunterschiede des Randlichts erschwert.

Um eine gute Bildqualität des Randsichtfeld, höhere Produktdesign- und Fertigungsgenauigkeit erforderlich, und in vielen Fällen muss der Designer über relativ umfangreiche Designerfahrung verfügen. 

Fotos, die mit einem konventionellen Objektiv (links) und einem telezentrischen Objektiv (rechts) aufgenommen wurden

Ⅳ. Wählen Sie das richtige telezentrische Objektivdesign

Wie man Kap Wählen Sie das richtige telezentrische Objektivdesign? Zunächst einmal sollte die objektivkompatible CCD-Größe gleich oder größer als die Kamerasensorgröße sein; Berechnen Sie zweitens das Mag, wenn die Objektgröße und die Größe des Kamerasensors bestätigt sind, wählen Sie immer ein kleineres Mag, wenn kein geeignetes Mag vorhanden ist, um den gesamten Objektbereich abzudecken. Überprüfen Sie schließlich die WD & Linsengröße, um sicherzustellen, dass sie in das Design des gesamten Systems passt. Achte bei Bedarf auf andere Anforderungen wie Verzerrung oder DOF.

< strong>Referenzen:

1. "Anleitung zum telezentrischen Objektiv", Haosheng Hu, James Website des C. Wyant College of Optical Sciences,

https://wp.optics.arizona.edu/optomech/wp-content /uploads/sites/53/2016/10/Tutorial_Hu_Haosheng.pdf