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双远心镜头及其检测应用
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2023-10-27 11:31:39来源: 中国机器视觉网

双远心镜头特殊的光学设计,能使相机接收平行光,解决视差带来的检测精度问题;还能避免杂散光,保证图像轮廓清晰。

传统工业镜头在机器视觉系统和科研中有十分重要的作用,主要应用于各种零件、玻璃制品、电子元件等产品的测量,不但应用范围广,且应用量大。随着技术的发展,面对越来越多样化的被测物体和检测项目,人们对测量精度的要求不断提高,双远心镜头的使用越来越广。

双远心镜头

普通FA镜头成像存在近大远小的特性,会使检测的精确性大打折扣。为了纠正普通FA镜头的视差影响,远心镜头应运而生。

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光虎光学的双远心镜头得益于特殊的光学设计,能够使得光线在进出光学系统时与光轴平行;由于平行光的入射,使得双远心镜头拍摄下的物体表面成像倍率恒定,彻底解决视差带来的精密检测问题;同样避免杂散光入射,使得被测物边缘锐度增加,保证拍摄图像轮廓的清晰度,有利于后期图像处理。

为了使测量更加精确,光虎光学对双远心镜头有着严格的性能要求,其畸变和远心度保持在0.05以内,形变量小,边缘视场部分成像清晰,测量精度高,且成像均匀度良好,边缘图像清晰、锐利,没有阴影存在,被检测物体的周围噪点较少。

双远心镜头的应用

机器视觉系统在各行各业的精密测量、缺陷检测、识别定位等方面发挥着重要作用,而双远心镜头在机器视觉系统中堪称重中之重,尤其是在一些检测需求旺盛的应用领域。

半导体芯片检测 

在半导体芯片制造领域,双远心镜头用于图像测量和检测等关键工序。在半导体芯片的制造过程中,双远心镜头通过其高精度、高稳定性的成像系统,来确保产品的质量和可靠性。

在测量半导体芯片引脚间距的案例中,测量精度要求达到0.01mm,并且需要检测芯片的引脚是否缺损以及表面是否存在划痕。

芯片检测一般所需要的视野较小,且精度要求较高,普通FA镜头无法达到较高的精度。光虎光学的TTL18.5-45-70C双远心镜头,能够轻松满足0.01mm的测量精度要求。

芯片在检测时通过传送带传送,在传送过程中会产生微小抖动,需要确保在抖动过程也能实时检测,这就需要镜头具备大景深,在抖动过程中依然可以同时看到不同高度的清晰图像,提高测量效率。由于双远心镜头接收平行光,这一特性使得图像对比度明显,更有利于软件检测。

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汽车零部件检测

在汽车零部件的制造中,会涉及很多精确的光学检测和测量应用。双远心镜头可以帮助操作人员在不同工作距离上,同时获得清晰的视觉图像,从而在不同距离上实现高精度光学测量,提高装配和质检的效率与准确性。

在某案例中,需要测量汽车零部件的尺寸长度和颜色,测量精度要求0.05mm。在实时检测过程中,普通FA镜头的测量数据波动过大,导致汽车零部件检测不准。使用光虎视觉的TTL18.5-105-160C双远心镜头后,能明显提高图像对比度,而且所测数据准确稳定,使项目得以更好地推进。

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精密金属零件测量

过去,测量细小精密金属零件,大多数是通过肉眼搭配简易的测量工具来完成。然而,测量过程常常因为人眼的疲乏而造成误差,测量效率也随之变差。近年来,机器视觉在金属零件测量领域的应用日渐成熟,以往需要人工手动测量微小金属零件的任务,借助机器视觉系统,不但能明显提升测量效率,还能显著提升测量精度。

在需要测量金属零件内径和外径的案例中,测量精度要求0.05mm,并需要检测零部件内外圆的同心度是否达到要求。

检测精密金属零件所要求的精度较高,普通FA镜头无法达到要求;而且由于金属零件具有反光性,导致在软件看到图像信息中,零件边缘处像素有亮暗过渡,轮廓特征不明显,使得软件识别不免出现误差。

使用TTL18.5-105-160C双远心镜头,不但能轻松满足0.05mm的测量精度要求,而且由于双远心镜头接收平行光,使图像对比度明显,视野范围内测量结果稳定,边缘图像清晰、锐利,没有阴影存在,周围噪点较少,更有利于软件进行图像处理。另外,此次测量的金属零件外径尺寸上下具有明显的高度差,需要镜头景深大,TTL18.5-105-160C双远心镜头可以将凸起的外径和凹陷的外径同时拍摄清晰,提高测量效率。

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医疗行业应用

在医疗行业,双远心镜头为医疗设备、医学诊断及研究提供了强大工具,帮助生产商确保产品质量和性能,能够在非接触条件下,精准测量医疗设备和产品,同时提高设备和产品的安全性和可靠性,进而提升生产效率和产品质量。

在检测注射针孔通畅性的案例中,针头的外径只有0.7mm,内径更小。即使可以使用机械手段检测,也会因为有表面接触容易造成二次划伤。视觉检测作为非接触手段,在精度、避免磨损及提高效率方面,都具有无与伦比的优势。如果采用普通FA镜头检测,因为视场角的存在,只能在视野中间能勉强看到通光效果,且精度相当差,不同的摆放位置会造成视差问题,大大降低检测精准度。

使用光虎光学的TTL06-45-70C-D双远心镜头检测,因为在视场范围内镜头都是接收平平行光,不同的摆放位置不会影响缺陷检测,且图像对比度明显,在软件图像中可以看到:在视野内分布五个针头,有一只针孔被堵住没有通光,在非接触的情况下,所有缺陷都能一目了然。

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透明玻璃镜片检测

透明玻璃的材质易受外界环境光线干扰,容易出现遮挡或泛白的情况。在某个光学透镜的检测案例中,需要检测透镜的外径尺寸和透镜表面的瑕疵,如划痕、白点等。使用普通FA镜头观察镜片,对焦到镜片表面后,镜头成像有些模糊,虽然隐约能看到划痕但对比度低,很难被识别。

光虎的双远心镜头基于特殊的光学设计,不但分辨率高,还有着极低的远心度和畸变,因而检测精度很高。双远心镜头使相机接收的光都是平行光,减少杂散光的影响,更能凸显玻璃表面的特征,更容易清晰准确地识别细小瑕疵,提高生产效率和产品质量。使用TTL11.5-45-70C双远心镜头进行检测,能观察到镜片上明显的划痕,成像更加清晰。

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以上只是双远心镜头在各个行业应用的冰山一角,在实际应用中,双远心镜头能够出色地完成检测任务,大大提高检测精确性,同时降低人力成本。

(文章来源于光虎光学,如有侵权,请联系删文)