렌즈

ㅣBi-telecentric 렌즈의 장점

1. 더 좋은 배율 유지도

표준 Telecentric 렌즈는 광추 중 주광축과 평행한 광선만 받아들임으로, 만약 렌즈가 물체 공간에서만 Telecentric 하다면, 평면 위치에 따라 서로 다른 각도에서 광학계를 통해 디텍터에 도달하게 됩니다. 들어오는 Telecentric한 광선들로 인해 광파면이 완전히 비대칭이 되고, 이미지 공간이 비(non)-Telecentric이 됩니다. 결과적으로, 디텍터 평면에 광추로 인해 생성된 점이 나타나고 이미지 공간에서 지점간의 모양과 치수가 변경됩니다.

(점-확산기능이 비대칭이 되고 테두리를 향해 이미지 센터를 움직일 경우 작은 원형 반점은 더 크게 성장하여 타원형을 이루게 됩니다.)

물체가 변위 될 때, 특정 필드 지점에서 오는 광선은 이미지면 위에 앞 뒤로 움직이는 점을 생성하고 따라서 배율에 상당한 변화를 일으킵니다. 이러한 이유로 물체공간에서만의 매우 좋은 Telecentricity로 측정할 수 있다 하더라도 비 bi-telecentric 렌즈 낮은 배율 불변성을 보입니다.

Bi-telecentric 렌즈는 물체공간과 이미지공간 모두 Telecentric합니다. 이는 주광선이 렌즈에 들어올 때 뿐만 아니라 나갈 때에도 평행을 유지합니다. 이 기능은 mono-telecentric렌즈와 관련된 정확도 문제들, 점 확산 함수 불균일성 및 피사계 심도로 인한 배율 불변성 부족 등을 극복하기 위해 필수적입니다.

이미지 공간 안의 Telecentric 렌즈(왼쪽)의 광추가 디텍터를 여러 각도에서 비추고, Bi-telecentric 렌즈(오른쪽)의 광추가 평행하게 평면 위치와 상관없는 방법으로 이미지 센서에 충돌합니다. 또한 Telecentric 렌즈 안에서 주광선의 차단으로 인해 피사계 심도가 변경되지 않습니다.

2. 피사계 심도의 증가

피사계 심도는 최적의 포커스 위치로부터 최대허용 가능한 변위를 나타냅니다.

이 지점을 넘게 되면 이미지 해상도가 매우 나빠지게 되는데, 왜냐하면 물체에 반사되어 오는 광선들이 디텍터에 작은 점을 만들만큼 적절하지 못하기 때문입니다 : 광선을 통해 전달되는 기하학적 정보가 너무 많은 이미지 픽셀들 위로 퍼지게 되어 흐려지는 효과가 나타납니다.

피사계 심도는 기본적으로 광학 F-값에 다라 달라지며, 렌즈의 조리개 직경에 반비례합니다. F-값이 높을수록 준 선형 의존도와 함께 피사계 심도는 커집니다. F-값을 증가시키면 광추의 발산을 줄일 수 있고, 이는 더 작은 점이 디텍터 위에 맺히게 해주지만, F-값을 일정한 값으로 증가시키면 회절효과가 생김으로써 최대달성가능 해상도를 제한합니다.

Bi-telecentricity은 매우 두꺼운 물체를 볼 때에도 매우 좋은 이미지 콘트라스트를 유지하는데 도움이 됩니다. 광학시스템의 대칭성과 광선의 평생성운 이미지 점들이 대칭을 유지하는데 도움을 주고, 흐려지는 효과를 줄일 수 있습니다. 이 결과 Bi-telecentric이 아닌 렌즈에 비해 피사계 심도의 인식이 20~30% 더 크게 나타납니다.

심도 전체에 걸쳐 본 두꺼운 물체의 이미지

3. 고른 디텍터 조명

ㅣ텔레센트릭렌즈 이해 자료

Telecentric Lens 특징

ㅣTelecentric Lens의 구별 방법 1

ㅣTelecentric Lens의 구별 방법 2

ㅣTelecentric Lens 사용예 1

내    용 : Connector Pin의 Pinch 계측 및 Pin의 쓰러짐을 동시에 처리한다.

문제점 : 화각이 있는 Lens로 검증하면 화면 가장자리의 Pin이 없는 측면이 보여, 쓰러짐으로 오인식을 한다. Pitch도 중심과 주변에서 차이가 발생한다.

대   책 : Lens 광축에 대해 주광선이 평행한 Telecentric Lens를 사용하는 것으로 중심과 주변 형상의 변화를 없앤다.

ㅣTelecentric Lens 사용예 2

내    용 : Work의 Hole 계측 및 Pitch 계측, 형상의 인식.

문제점 : 화각이 있으면 형상 인식 및 Hole 계측을 할 수 없고, Distortion이 있으면 Pitch 계측을 할 수 없다.

대   책 : 모든 항목을 해결하기 위해서는 화각 및 Distortion이 없는 Telecentric Lens를 선정한다.

CCTV Lens는 주변이 방사선상에서 Hole의 형태가 변하고, Hole의 위치도 미세하게 달라진다.

Distortionless Macro Lens(LD Series)는 화각이 있기 때문에 주변 Hole의 크기가 변한다.

Telecentric Lens는 Hole의 크기, 위치를 정확하게 볼 수 있다.