Telecentryczny układ optyczny ma wiele zalet w porównaniu z konwencjonalnym układem optycznym, zwłaszcza jeśli chodzi o inspekcje przemysłowe. Pomimo tego wielu ludzi wciąż nie wie, czym właściwie jest telecentryczny układ optyczny i do czego jest używany.
W dzisiejszym wpisie rozwiejemy wszelkie wątpliwości dotyczące tego tematu i objaśnimy znaczenie telecentrycznego układu optycznego.
Czym jest telecentryczny układ optyczny?
Telecentryczny układ optyczny zawiera obiektyw, który zapewnia takie samo powiększenie niezależnie od odległości od obiektu lub położenia obiektu w polu widzenia. Podczas prowadzenia obserwacji wydaje się, że obraz nie ma przestrzennej głębi i wygląda na płaski, więc obiekty znajdujące się w dwóch różnych odległościach są postrzegane jako będące tej samej wielkości.
Konwencjonalny układ optyczny z kolei zawiera obiektyw o kątowym polu widzenia, który w różny sposób powiększa obiekty znajdujące się w różnych odległościach od obiektywu. Obiektywy konwencjonalne mogą być entocentryczne (dla obiektów znajdujących się w większej odległości stosowane jest mniejsze powiększenie) lub pericentryczne (dla obiektów znajdujących się w większej odległości stosowane jest większe powiększenie).
Większość obiektywów konwencjonalnych to obiektywy entocentryczne. W przypadku obiektywów entocentrycznych obiekty znajdujące się bliżej będą wydawać się większe niż te znajdujące się dalej. Podczas obserwacji otaczającego nas świata mamy takie właśnie kątowe pole widzenia, które pozwala nam dostrzec głębię obrazu.
Telecentryczny układ optyczny a konwencjonalny układ optyczny
Jak wygląda obraz zarejestrowany za pomocą obiektywu z telecentrycznym układem optycznym w porównaniu z obrazem uzyskanym przy użyciu obiektywu z konwencjonalnym układem optycznym?
Poniżej przedstawiamy przykład obrazujący różnice. Załóżmy, że robimy zdjęcie torów kolejowych przy użyciu obiektywu z konwencjonalnym układem optycznym. Wiadomo, że szyny znajdują się w tej samej odległości od siebie na całej długości torów, ale na zdjęciu wydaje się, że im dalej patrzymy w horyzont, tym bardziej szyny zbliżają się do siebie.
Takie samo zdjęcie wykonajmy przy użyciu obiektywu z telecentrycznym układem optycznym. W tym przypadku rozmiar szyn nie zmienia się niezależnie od ich odległości od obiektywu. Ze względu na to, że obiektywy z telecentrycznym układem optycznym redukują lub eliminują zmiany powiększenia, na zdjęciu widoczny jest dokładny rozmiar szyn.
Wyobraźmy sobie teraz próbę pomiaru bardzo małego elementu, który pełni kluczową funkcję, za pomocą mikroskopu. Można teraz zrozumieć, dlaczego korzystanie z obiektywu z telecentrycznym układem optycznym jest newralgiczne dla uzyskania dokładnych pomiarów.
Tor kolejowy oglądany za pomocą obiektywu z konwencjonalnym układem optycznym.
W przypadku obserwacji torów kolejowych za pomocą obiektywu z telecentrycznym układem optycznym, odległość między szynami nie zmienia się.
Do czego używany jest telecentryczny układ optyczny?
Obiektyw z konwencjonalnym układem optycznym doskonale sprawdza się w przypadku wykonywania zwykłych zdjęć fotograficznych wysokiej jakości.
Mikroskopia to jednak zupełnie inna historia. W wielu zastosowaniach, np. w przemyśle lotniczym i samochodowym, inspektorzy muszą wykonywać precyzyjne pomiary na podstawie obrazów mikroskopowych. Mikroskopy z obiektywami wykorzystującymi konwencjonalny układ optyczny nie są w stanie zapewnić wymaganego poziomu dokładności.
W przypadku próby pomiaru dużego, trójwymiarowego obiektu za pomocą obiektywu z konwencjonalnym układem optycznym wyniki pomiarów wykonywanych od góry i od dołu obiektu mogą być inne. Ten błąd perspektywy — tzw. paralaksa — może utrudniać uzyskanie dokładnych, powtarzalnych pomiarów. W przypadku takiej obserwacji nie tylko może zmienić się postrzegany rozmiar obiektów — obiekty znajdujące się bliżej obiektywu mogą także zasłaniać inne obiekty.
Telecentryczny układ optyczny zapewnia z kolei wysoki poziom dokładności i powtarzalności. Oprócz wyeliminowania błędów paralaksy telecentryczny układ optyczny zapewnia również większą głębię pola widzenia i mniejsze zniekształcenia niż konwencjonalny układ optyczny. Ze względu na te zalety telecentryczny układ optyczny jest wbudowany w wysoce niezawodne urządzenia, takie jak mikroskop cyfrowy DSX1000.
Mikroskop wyposażony w telecentryczny układ optyczny może usprawnić proces inspekcji, ponieważ operator nie będzie potrzebował żadnych dodatkowych kamer ani sprzętu do korekty zmian powodowanych przez powiększenie.
Zalety telecentrycznego układu optycznego
Ponieważ producenci dążą do uzyskiwania większej szybkości i skali produkcji w porównaniu do konkurencji, skuteczne, dokładne procesy kontroli będą stawać się coraz bardziej istotne. Zaawansowane rozwiązania technologiczne, takie jak telecentryczny układ optyczny, mogą pomóc osiągnąć więcej w krótszym czasie i uzyskać przewagę nad konkurencją.
