Telecentric 렌즈 설계 원리 및 기술적 이점

Telecentric Lens는 주광선이 광축에 평행한 광학 설계입니다. 이러한 특성 때문에 텔레센트릭 렌즈의 주요 장점은 초점이 맞지 않을 때 왜곡을 제거하고 고정밀 측정 및 검사를 수행할 때 우수한 이미지 성능을 제공한다는 것입니다.

Ⅰ. Telecentric 렌즈 정의
Telecentric 렌즈에는 object telecentric, image telecentric 및 bi-telecentric의 세 가지 범주가 있습니다. 이 세 종류의 차이점은 광축에 평행한 주광선이 물체 측에 있거나 상 측에 있거나 물체와 상 측에 모두 있다는 점입니다. Object space telecentric lens와 bi-telecentric 렌즈는 세계에서 가장 인기 있는 telecentric 렌즈입니다. 응용 프로그램.

Ⅱ. Telecentric Lens 설계

Telecentric 렌즈 설계의 목적은 측정 대상과 렌즈 사이의 거리 불일치로 인한 배율 차이를 제거하는 것입니다. 그리고 텔레센트릭 렌즈마다 다른 텔레센트릭 디자인이 필요합니다.

1. 물체 공간 텔레센트릭 광 경로의 설계 원리

광축에 평행한 물체 공간 주광선의 수렴 중심은 물체라고 하는 이미지 공간에서 무한히 멀리 위치합니다. 우주 텔레센트릭 라이트 패스. 그 기능은 개체의 부정확한 초점으로 인한 읽기 오류를 제거할 수 있다는 것입니다.

Object Space Telecentric Lens Design

2. 이미지 측 텔레센트릭 광 경로의 설계 원리

광축에 평행한 이미지 측의 주광선의 수렴 중심은 물체에서 무한히 멀리 위치하며 이를 이미지 측 텔레센트릭 광 경로. 그 기능은 이미지 측에 부정확한 초점으로 인한 측정 오류를 제거하는 것입니다.

이미지 공간 텔레센트릭 디자인

3. 양쪽 텔레센트릭 광학 경로의 설계 원리

물체 공간/이미지 공간 텔레센트릭의 이중 기능을 통합하고 주로 시력 측정 및 감지 분야에서 사용됩니다. 이중 텔레센트릭 렌즈라고도 하는 Bi-telecentric 렌즈는 이 원칙을 채택했습니다.

이중 텔레센트릭 렌즈 디자인

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Ⅲ. Telecentric Lens의 기술적 이점

1. 고해상도

이미지 해상도는 일반적으로 이미지 센서의 기존 공간 주파수 대비를 정량화하는 CTF(Contrast Transfer Function)로 측정되며 단위는 lp/mm입니다. 대부분의 머신 비전 통합자는 종종 값싼 저화소, 저해상도 렌즈를 대량으로 수집하고 마침내 흐릿한 이미지만 생성할 수 있습니다. 텔레센트릭 렌즈를 사용하면 작은 픽셀 이미지 센서로도 고해상도 이미지를 생성할 수 있습니다.

2. 진정한 텔레센트릭 렌즈 설계: 매우 넓은 피사계 심도와 낮은 왜곡

텔레센트릭 렌즈가 주로 왜곡 문제를 해결한다는 견해가 있었습니다. 실제로 텔레센트릭 렌즈는 왜곡 문제를 해결할 뿐만 아니라 낮은 왜곡은 텔레센트릭 렌즈의 추가 속성일 뿐입니다. 텔레센트릭 렌즈의 고유한 광학적 특성: 물체가 시야에서 움직일 때 다른 위치의 배율은 변경되지 않으므로 일부 분야에서는 일반 산업용 렌즈로 대체할 수 없습니다. 예를 들어, 더 큰 피사계 심도는 현장 작업 환경에 잘 적응할 수 있으며 이는 알고리즘만으로 해결할 수 있는 문제가 아닙니다.

3. 독특한 평행광 경로 설계

평행광 이미징을 위한 telecentric 산업용 렌즈 설계는 이론상 복잡하지 않지만 특정 해상도와 이미지 품질을 달성하는 것은 또 다른 문제입니다. 텔레센트릭 렌즈의 설계 및 제조는 일반적인 의미에서 렌즈보다 실제로 더 어렵습니다. 그 이유는 텔레센트릭 렌즈의 광학 렌즈의 크기가 상대적으로 커서 가장자리 빛의 다양한 위상차 보정이 더 어렵기 때문입니다.

좋은 화질을 얻기 위해서는 에지 시야에서는 더 높은 제품 디자인과 제조 정확도가 요구되며, 많은 경우 디자이너가 상대적으로 풍부한 디자인 경험을 가지고 있어야 합니다.

기술적 Telecentric 렌즈 디자인의 장점

기존 렌즈(왼쪽) 및 텔레센트릭 렌즈(오른쪽)로 찍은 사진

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IV. 올바른 Telecentric 렌즈 디자인 선택

채널 조정 방법 올바른 텔레센트릭 렌즈 디자인을 선택하시겠습니까? 먼저 렌즈 호환 CCD 크기는 카메라 센서 크기와 같거나 커야 합니다. 둘째, 물체의 크기와 카메라 센서의 크기가 확인되었을 때 mag를 계산하고, 기존에 적당한 mag가 없다면 항상 더 작은 mag를 선택하여 모든 물체 영역을 덮을 수 있도록 하십시오. 마지막으로 WD & 전체 시스템 디자인에 맞도록 렌즈 크기를 조정합니다. 왜곡 또는 필요한 경우 DOF와 같은 다른 요구 사항에 주의하십시오.

< strong>참조:

1. "Telecentric Lens 튜토리얼", Haosheng Hu, 제임스 C. 와이언트 광학 과학 대학 웹사이트,

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