머신비전 렌즈 TCL 텔레센트릭 렌즈

머신비전 렌즈

머신비전에서는 다양한 종류의 렌즈를 사용합니다. 렌즈를 종류별로 구분해보면 크게는 5가지로 구분할 수 있습니다.

텔레센트릭 렌즈

텔레센트릭 렌즈(Telecentric Lens)의 가장 큰 특징은 Working Distance에 상관 없이 배율이 일정하다는것입니다.

측정 어플리케이션에서 정확한 선형 측정이 필요할 때, 기구 부품을 정확하게 배치할 수 없거나 측정을 다른 WD에서 수행해야 할 때 TCL렌즈가 필요합니다.

[그림 1] 표준 렌즈 이미지와 텔레센트릭 렌즈 이미지

왼쪽 : 표준 렌즈로 촬영한 원통형 물체와 텔레센트릭 렌즈로 본 동일한 물체

오른쪽 : 표준 렌즈와 텔레센트릭 렌즈로 촬영한 두개의 동일한 볼트

이러한 특성 때문에 산업용 카메라의 계측용 렌즈로 주로 사용되며, 진동이나 부정확한 부품 위치에 상관없이 정확한 측정이 이뤄질 수 있고,

WD로 인한 배율 변경, 이미지 왜곡, 원근법 오류, 이미지 해상력, 물체 가장자리 불확실성, 조명 균일도와 같은 문제를 줄이거나 없앨 수 있습니다.

텔레센트릭 렌즈의 이런 특징은 광학 시스탬 내 빛의 특정 경로 때문입니다. 주광선이 광축에 평행한 빛만 수집되도록 렌즈를 설계합니다.

이러한 이유로 렌즈 직경은 FOV보다 커져야합니다. 이러한 이유로 텔레센트릭 렌즈는 일반 광학렌즈보다 더 크고 무거워집니다.

Bi 텔레센트릭 렌즈

[그림 3] 표준 텔레센트릭 렌즈와 센서, Bi 텔레센트릭 렌즈와 센서

텔레센트릭 렌즈는 물체 측 텔레센트릭 렌즈와 물체 측과 상 측이 텔레센트릭 설계가 되어있는 Bi 텔레센트릭 렌즈가 있습니다.

표준 텔레센트릭 렌즈의 경우 물체 측에서 측정할 경우 Telecentricity가 좋을 수 있지만 상 측에서 텔레센트릭이 아니기 때문에 광학 파면은 비대칭입니다. 결과적으로 물체 측에서 평행한 광선만 수집됐더라도 상 측에서 이미지가 왜곡될 수 있습니다.

Bi 텔레센트릭 렌즈는 물체 측과 상측 모두에서 텔레센트릭이기 때문에 불균일성 및 DOF 배율 불변성 등 정확도 문제를 극복할 수 있습니다.

Bi 텔레센트릭 렌즈는 카메라 센서의 기구적 오차를 예방할 뿐만 아니라 매우 두꺼운 물체를 볼 때 좋은 이미지 대비를 유지하는데 도움이 됩니다.

텔레센트릭 렌즈 선정

선정을 위해선 카메라, Mount, 배율, WD 등 기본적인 사양이 먼저 결정되어야 합니다.

카메라 렌즈 등 광학계 선정은 다음의 과정을 따릅니다.

검사영역(FOV)과 Pixel Resolution 설정(배율 선정)

카메라 선정

렌즈 선정

조명 선정

렌즈 선정 시 주의점은 카메라 Mount, 카메라 센서 사이즈, 배율, WD입니다.

예를들어 FOV 15 x 12 mm, Pixel Resolution 7um, WD 110mm

5MP Areascan Camera인 G3-CM31-M2420(2464×2056, 3.45um, 2/3″, C mount)를 사용하면

배율은 3.45/7 = 0.493x이므로 2/3″의 이미지 서클을 가진 0.5x 텔레센트릭 렌즈를 사용하면 됩니다.

해당 제품은 VSTC-HR05X110, VSTC-HR05X110D(Coaxial)가 있습니다.

Newtry

Newtry는 텔레센트릭 분야에 주력해 온 머신 비전 제조 및 공급 업체입니다. 고품질 산업용 렌즈, Bi 텔레센트릭 렌즈, 물측 텔레센트릭 렌즈를 제공합니다.

Canrill

Canrill은 2009년에 중국에서 처음으로 텔레센트릭 렌즈 및 텔레센트릭 렌즈 디자인의 제조 및 마케팅에 주력한 회사이며, 업계 렌즈 전반에 걸쳐 자체 제조 공장과 광학 공장을 갖춘 완전한 공급망을 구축한 회사입니다. 지속적인 연구 개발 끝에 1700개 이상의 렌즈를 성공적으로 개발하고 그 수는 더 많아지고 있으며 4.8mm ~ 82mm의 센서 크기와 0.7mm ~ 390mm의 물체 FOV를 포괄하는 광범위한 머신 비전 텔레센트릭 렌즈를 제공합니다.

더 자세한 렌즈의 정보는 바이렉스 홈페이지에서 확인 가능합니다.

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