Ničelno kotno vidno polje: odprava napake paralakse
Konvencionalne leče imajo kotna vidna polja (AFOV), tako da se povečava zmanjšuje, ko se razdalja med lečo in predmetom povečuje. Tako se obnaša človeški vid in prispeva k naši globinski zaznavi. Rezultat tega AFOV jeparalaksa, znana tudi kot perspektivna napaka, ki zmanjša natančnost, saj se bo opazovana meritev vidnega sistema spremenila, če se predmet premakne (tudi če ostane znotraj globine polja [DOF]) zaradi spremembe povečave. Telecentrične leče odpravijo napako paralakse, ki je značilna za običajne leče, saj imajo konstanten, ne-kotni FOV; na kateri koli razdalji od objektiva bo imel telecentrični objektiv vedno enak FOV. glejSlika 1za razliko med netelecentričnim in telecentričnim FOV.
Konstantno vidno polje telecentričnega objektiva ima tako prednosti kot omejitve za aplikacije merjenja. Glavna prednost telecentričnega objektiva je, da se njegova povečava ne spreminja glede na globino.Slika 2prikazuje dva različna predmeta na različnih delovnih razdaljah (WD), posneta tako z lečo s fiksno goriščno razdaljo (netelecentrično) (na sredini) kot s telecentrično lečo (desno). Upoštevajte, da na sliki, posneti s telecentričnim objektivom, ni mogoče ugotoviti, kateri predmet je pred drugim. Pri leči s fiksno goriščno razdaljo je povsem očitno, da je predmet, ki se zdi manjši, postavljen dlje od leče.
MedtemSlika 2je drastičen v smislu premika WD, ponazarja pomen zmanjšanja napake paralakse. Številne naloge avtomatiziranega pregleda so upodabljanje predmetov, ki se premikajo skozi vidno polje slikovnega sistema, položaj delov pa je redko popolnoma ponovljiv. Če WD ni enak za vsak predmet, ki ga slika leča, se bo meritev vsakega predmeta razlikovala zaradi premika povečave (glejte Ločljivost, če želite izvedeti več o povečavi in kako je definirana). Sistem strojnega vida, ki daje različne rezultate na podlagi napake kalibracije povečave (ki je pri objektivu s fiksno goriščno razdaljo neizogibna), je nezanesljiva rešitev in je ni mogoče uporabiti, ko je potrebna visoka natančnost. Telecentrične leče odpravljajo skrb glede merilnih napak, do katerih bi sicer prišlo zaradi dejavnikov, kot so vibrirajoči transportni trak ali netočne lokacije delov.
Telecentrične leče in globinska ostrina
Pogosta napačna predstava je, da imajo telecentrični objektivi sami po sebi večji DOF kot običajni objektivi. Medtem ko DOF še vedno na koncu določata valovna dolžina in f/# leče, je res, da imajo telecentrične leče lahko večji uporabni DOF kot običajne leče zaradi simetrične zamegljenosti na obeh straneh najboljšega ostrenja. Ko se pregledovani del premakne proti leči ali stran od nje, bo sledil AFOV (ali glavnemu žarku), ki je z njim povezan. Pri netelecentričnem objektivu, ko se predmet premakne v fokus in iz njega, se del asimetrično zamegli zaradi paralakse in spremembe povečave, ki je povezana z njegovim AFOV. Vendar pa telecentrične leče zameglijo simetrično, ker v vidnem polju ni kotne komponente. V praksi to pomeni, da funkcije, kot so robovi, ohranijo lokacijo središča mase; še vedno je mogoče opraviti natančno meritev, ko je predmet izven najboljšega fokusa, dokler je kontrast dovolj visok, da algoritem, ki ga uporablja sistem strojnega vida, pravilno deluje.
Čeprav se morda zdi protislovno, je zamegljenost v nekaterih aplikacijah s telecentričnimi lečami mogoče koristno uporabiti. Na primer, če mora sistem strojnega vida najti središčno lokacijo žebljička, kot je prikazano vSlika 3a, je prehod iz bele v črno precej oster, ko je leča izostrena. noterSlika 3b, je isti žebljiček prikazan rahlo defokusiran.
Če pogledamo izris ravni sivine slike iz linijskega profila, posnetega čez rob dela, kot vSlika 4, je naklon črte veliko manjši pri rahlo defokusirani sliki, saj je rob nožice razporejen čez več slikovnih pik. Zaradi simetrične zamegljenosti telecentrične leče je ta zameglitev še vedno uporabna, saj se centroid ni premaknil in količina potrebne interpolacije podpikselov je zmanjšana. To zmanjša občutljivost na nihanja ravni sivine, ki jih povzroči šum senzorja, in omogoča bolj zanesljivo in z večjo ponovljivostjo iskanje lokacije središča nožice.