Ống kính hai tiêu cự: Giải pháp hiệu quả cho phép đo kích thước chính xác cao.

Khi các kỹ sư thị giác thiết kế hệ thống kiểm tra quang học cho sản xuất chính xác, một trong những thông số quang học quan trọng nhất nhưng thường bị đánh giá thấp là loại thấu kính được sử dụng trong hệ thống thị giác. Trong số các loại thấu kính khác nhau được sử dụng trong hình ảnh công nghiệp, thấu kính tele kép là một giải pháp thiết thực cho các ứng dụng công nghiệp mà độ chính xác về kích thước là yêu cầu then chốt. Để hiểu tại sao quang học tele kép mang lại hiệu suất đo lường vượt trội, điều cần thiết là phải hiểu rõ cách chúng hoạt động, những ưu điểm của chúng và sự khác biệt của chúng so với các thấu kính tele đơn và thấu kính thông thường.

Ý nghĩa của hệ thống lệch tâm kép trong hệ thống thị giác

Để hiểu được giá trị của thấu kính telecentric kép, trước tiên người ta phải hiểu telecentric nghĩa là gì trong kỹ thuật quang học. Trong các thấu kính thông thường, kích thước biểu kiến ​​của một vật thể thay đổi khi khoảng cách của nó đến thấu kính thay đổi: đây là hệ quả tự nhiên của phối cảnh.

Hành vi này có thể chấp nhận được trong các ứng dụng nhiếp ảnh, vì chúng ta muốn hình ảnh trông tự nhiên. Tuy nhiên, trong các ứng dụng đo lường trực quan, sự thay đổi về phối cảnh này dẫn trực tiếp đến sai số đo. Một vật thể được đặt cách vị trí chính xác chỉ 1 milimét sẽ cho ra kích thước đo được khác biệt đáng kể, ngay cả khi kích thước thực tế của nó giống hệt với kích thước của vật thể ở vị trí chính xác.

Ống kính telecentric giải quyết vấn đề này ở một phía của hệ thống quang học. Trong ống kính telecentric phía vật thể, tia chính—tia đi qua tâm của khẩu độ—chạy song song với trục quang học ở phía vật thể của ống kính. Điều này có nghĩa là độ phóng đại vẫn không đổi bất kể vị trí của vật thể trong phạm vi độ sâu trường ảnh có sẵn. Cho dù vật thể ở gần hay xa ống kính, kích thước ảnh của nó trên cảm biến luôn luôn giữ nguyên.

Ống kính tele kép mở rộng nguyên lý này cho cả hai phía của hệ thống quang học. Trong thiết kế tele kép, các tia chính song song với trục quang học không chỉ ở phía vật thể mà còn ở phía ảnh. Kết quả là độ phóng đại vẫn không đổi trên toàn bộ trường nhìn và độ sâu trường ảnh, ngay cả khi mặt phẳng mục tiêu bị nghiêng hoặc thay đổi độ cao so với trục quang học.

Dòng sản phẩm thấu kính tele kép của New Vision bao gồm: Chuỗi HR và Dòng DZCả hai đều có tính năng telecentricity và độ méo quang học dưới 0,1%. Đây là các thông số kỹ thuật đã được kiểm chứng; chúng không phải là ước tính sơ bộ, mà là các thông số được xác nhận thông qua thử nghiệm quang học.

Ưu điểm của độ lệch tâm kép trong đo kích thước

Ưu điểm chính của hệ quang học telecentric kép thể hiện rõ nhất trong các máy đo tọa độ, hệ thống kiểm tra tấm bán dẫn và các ứng dụng yêu cầu độ lặp lại phép đo dưới mức pixel.

Lựa chọn giữa hai dòng sản phẩm New VisionDòng HR là dòng sản phẩm chính của loại thấu kính viễn vọng kép, cung cấp bốn tùy chọn khoảng cách làm việc cố định: 65 mm, 110 mm, 150 mm và 220 mm. Trong khi đó, dòng DZ được thiết kế cho các ứng dụng đo lường độ chính xác cao, cung cấp độ phóng đại tối đa 10× và độ phân giải 0,03 micromet.

Khi nào thì không cần dùng ống kính tele kép?

Ống kính tele kép không phải lúc nào cũng là lựa chọn tốt nhất; chúng được thiết kế cho các ứng dụng mà trường nhìn được ưu tiên hơn độ chính xác đo lường, chẳng hạn như:
1. Phát hiện sự hiện diện/vắng mặt, nhận dạng mẫu cơ bản hoặc xác minh màu sắc, trong đó các thấu kính công nghiệp tiêu chuẩn thường cung cấp hiệu suất đủ tốt với chi phí thấp hơn.
2. Thiết kế telecentric kép được tối ưu hóa đặc biệt cho việc đo kích thước, liên quan đến sự đánh đổi về trọng lượng, kích thước và chi phí.
Tóm lại, việc hiểu rõ liệu ứng dụng có thực sự cần hiệu năng telecentric kép hay không cũng quan trọng không kém việc lựa chọn đúng mẫu ống kính.