Lentes Bi-Telecêntricas: Uma Solução Eficaz para Medições Dimensionais de Alta Precisão

Quando engenheiros de visão projetam sistemas de inspeção óptica para manufatura de precisão, um dos parâmetros ópticos mais importantes, porém frequentemente subestimados, é o tipo de lente utilizada no sistema de visão. Dentre os diversos tipos de lentes usadas em imagens industriais, as lentes telecêntricas duplas representam uma solução prática para aplicações industriais onde a precisão dimensional é um requisito fundamental. Para entender por que as ópticas telecêntricas duplas oferecem desempenho de medição superior, é essencial compreender claramente como elas funcionam, suas vantagens e como diferem das lentes telecêntricas convencionais e simples.

A importância dos sistemas de dupla excentricidade nos sistemas visuais

Para entender o valor da dupla telecentricidade, é preciso primeiro compreender o que significa telecentricidade em engenharia óptica. Em lentes comuns, o tamanho aparente de um objeto muda conforme sua distância da lente varia: essa é uma consequência natural da perspectiva.

Esse comportamento é aceitável em aplicações fotográficas, pois queremos que as imagens pareçam naturais. No entanto, em aplicações de medição visual, essa mudança de perspectiva se traduz diretamente em erros de medição. Um objeto posicionado a apenas 1 milímetro de sua posição correta apresentará uma dimensão medida significativamente diferente, mesmo que seu tamanho real seja idêntico ao de um objeto na posição correta.

As lentes telecêntricas resolvem esse problema em um dos lados do sistema óptico. Em uma lente telecêntrica voltada para o objeto, o raio principal — o raio que passa pelo centro da abertura — corre paralelo ao eixo óptico no lado do objeto da lente. Isso significa que a ampliação permanece constante, independentemente da posição do objeto dentro da profundidade de campo disponível. Esteja o objeto perto ou longe da lente, o tamanho de sua imagem no sensor permanece sempre exatamente o mesmo.

Uma lente telecêntrica dupla estende esse princípio para ambos os lados do sistema óptico. Em um projeto telecêntrico duplo, os raios principais são paralelos ao eixo óptico não apenas no lado do objeto, mas também no lado da imagem. O resultado é que a ampliação permanece constante em todo o campo de visão e profundidade de campo, mesmo que o plano alvo esteja inclinado ou varie em altura em relação ao eixo óptico.

A gama de produtos telecêntricos duplos da New Vision inclui: Série de RH e o Série DZAmbas apresentam telecentricidade e distorção óptica inferiores a 0,1%. Essas são especificações verificadas; não são estimativas aproximadas, mas parâmetros confirmados por meio de testes ópticos.

As vantagens da dupla excentricidade para medição dimensional

As principais vantagens da óptica telecêntrica dupla são mais evidentes em máquinas de medição por coordenadas, sistemas de inspeção de wafers semicondutores e aplicações que exigem repetibilidade de medição subpixel.

Como escolher entre as duas gamas New VisionA série HR é a linha principal de produtos telecêntricos duplos, oferecendo quatro opções de distância de trabalho fixa: 65 mm, 110 mm, 150 mm e 220 mm. Já a série DZ foi projetada para aplicações de medição de alta precisão, oferecendo uma ampliação máxima de 10× e uma resolução de 0,03 micrômetros.

Quando uma lente telecêntrica dupla não é necessária?

As lentes telecêntricas duplas nem sempre são a melhor escolha; elas são destinadas a aplicações em que o campo de visão tem prioridade sobre a precisão da medição, tais como:
1. Detecção de presença/ausência, reconhecimento básico de padrões ou verificação de cores, onde lentes industriais padrão normalmente oferecem desempenho suficiente a um custo menor.
2. Os projetos telecêntricos duplos são especificamente otimizados para medição dimensional, envolvendo compromissos em termos de peso, tamanho e custo.
Resumindo, entender se a aplicação realmente exige desempenho de telecentricidade dupla é tão importante quanto selecionar o modelo de lente correto.