Explorando la iluminación telecéntrica en sistemas de Visión Artificial
Gaspar van Elmbt
En el mundo de los sistemas de visión por máquina, lograr una calidad de imágenes precisa y reproducible es crucial para tareas como la inspección, la medición y el control de calidad. Las lentes telecéntricas y la iluminación telecéntrica desempeñan un papel fundamental en la mejora de la precisión de las imágenes. En este artículo, daremos una breve introducción a las lentes telecéntricas y luego profundizaremos en las ventajas y desventajas de la iluminación telecéntrica. Además, exploraremos la retroiluminación paralela como una solución de iluminación alternativa en ciertos escenarios.
Si necesita cualquier tipo de soporte, o está interesado en nuestros objetivos telecéntricos y sistemas de iluminación, por favor contáctenos a continuación. Nuestro sitio web solo muestra una parte limitada de nuestro portafolio completo de objetivos telecéntricos y
sistemas de iluminación, que puede encontrar aquí: Portafolio de objetivos telecéntricos.
Table of contents
Comprender los Objetivo telecéntricos
Los objetivos telecéntricos son dispositivos ópticos diseñados para minimizar los errores de perspectiva y proporcionar una magnificación y perspectiva consistentes en toda el área de imágenes. A diferencia de los objetivos convencionales, los objetivos telecéntricos tienen una propiedad única en la que las partes ópticas están posicionadas en una configuración especial. Ofrecemos una variedad de objetivos telecéntricos. Nuestro portafolio de objetivos telecéntricos y precios se puede encontrar en nuestro sitio web.
Los objetivos telecéntricos están diseñados para que los rayos paralelos entren en el objetivo, lo que da como resultado rayos que son casi perpendiculares al sensor de imagen.
Esta propiedad permite realizar mediciones precisas y consistentes, ya que minimiza los errores de perspectiva y las distorsiones. Esto hace que los objetivos telecéntricos sean ideales para mediciones dimensionales precisas y una extracción de características exacta. Otras características de los objetivos telecéntricos son la magnificación constante y la distorsión mínima. Los grandes proyectos requieren objetivos telecéntricos relativamente más grandes, como se demuestra en el siguiente ejemplo.
¿Cómo funciona la iluminación telecéntrica?
Iluminación telecéntrica es una parte integral del sistema de imágenes telecéntrico, funcionando en armonía con los objetivos telecéntricos. A diferencia de los métodos convencionales de iluminación por atrás, donde los rayos de luz se emiten de forma difusa o no dirigida, las luces telecéntricas aseguran que los rayos de luz sean paralelos y tengan una intensidad constante en todo el campo de visión. Esta configuración de haz de luz paralelo crea siluetas, minimiza los errores de perspectiva y la distorsión, lo que resulta en mediciones precisas y una calidad de imagen constante.
Para lograr la iluminación telecéntrica, los rayos de luz se guían a través de una secuencia de elementos ópticos que crean rayos de luz paralelos y un brillo uniforme en todo el haz. A veces, este haz de luz se describe como un haz de luz colimado.
La luz telecéntrica puede considerarse como un objetivo telecéntrico utilizado al revés.
Ventajas de la iluminación telecéntrica
1. Reducción de sombras y reflejos
Las luces telecéntricas ayudan a minimizar las sombras y los reflejos no deseados que pueden afectar la calidad de las imágenes y la precisión de la medición. Con rayos de luz paralelos, se reduce el potencial de sombras causadas por el objeto o el sistema de imágenes.
2. Mayor precisión de medición
Junto con los objetivos telecéntricos, una luz telecéntrica ayuda a mejorar la precisión de la medición al reducir los errores causados por variaciones en las condiciones de iluminación, distorsiones de perspectiva y efectos relacionados con la profundidad.
3. Mayor distancia de trabajo
Permite mayores distancias de trabajo entre el objeto y la fuente de luz. Esta flexibilidad es útil en aplicaciones donde se requiere espacio entre la luz telecéntrica y el objetivo para mover o manipular el producto. Por ejemplo, espacio necesario para el movimiento de un brazo robótico.
4. Tiempos de exposición reducidos
La luz colimada se enfoca solo en el área necesaria. Por lo tanto, se utiliza toda la potencia de la fuente de luz. Esto permite una iluminación perfecta y un alto contraste. Como resultado, se logran tiempos de exposición cortos de la cámara de visión por máquina y, posteriormente, tiempos de ciclo cortos de la máquina.
Desafíos de la iluminación telecéntrica
1. Coste del equipo
Los sistemas de iluminación telecéntrica pueden ser más costosos que las configuraciones de iluminación convencionales debido al diseño especializado y la óptica de precisión involucrados. El coste de las lentes telecéntricas y las fuentes de luz dedicadas puede suponer desafíos presupuestarios
para algunas aplicaciones.
2. Requisitos de espacio
El tamaño físico de las lentes telecéntricas y las fuentes de luz puede requerir espacio adicional en una configuración de visión por máquina. Esto puede presentar limitaciones en aplicaciones donde el espacio es restringido o al integrar el sistema de iluminación en equipos existentes.
3. Esfuerzo de instalación
Es importante tener en cuenta que el uso de iluminación telecéntrica requerirá una alineación cuidadosa de los componentes ópticos. Esto garantiza un rendimiento óptimo y proporciona la calidad de imagen deseada.
Retroiluminación paralela como alternativa
En situaciones donde las limitaciones de espacio o las consideraciones de coste son factores críticos, una retroiluminación paralela puede ser una alternativa viable a la iluminación telecéntrica. Las retroiluminaciones paralelas están equipadas con un filtro especializado que reduce la emisión difusa de luz y crea una luz más uniforme y dirigida.
Si bien puede que no ofrezca el mismo nivel de percepción de profundidad o control de perspectiva, una retroiluminación paralela presenta ventajas en escenarios específicos:
1. Solución que ahorra espacio
Los sistemas de retroiluminación paralela suelen ser más compactos que las configuraciones de iluminación telecéntrica, lo que los hace adecuados para aplicaciones con limitaciones de espacio o cuando la optimización del espacio es una prioridad.
2. Iluminación uniforme
Una retroiluminación paralela puede proporcionar una iluminación uniforme y homogénea en toda la superficie del objeto. Esto garantiza una calidad de imagen constante.
3. Detección de bordes y mejora del contraste
La retroiluminación paralela mejora las capacidades de detección de bordes al aumentar la visibilidad de los contornos y límites de los objetos. También incrementa el contraste, permitiendo una mejor diferenciación de las características, defectos o irregularidades del objeto.
Retroiluminación paralela vs. luz telecéntrica
Conclusión
Los sistemas con lentes telecéntricas y luces telecéntricas ofrecen ventajas notables en términos de mayor contraste y precisión de medición. Si bien pueden implicar costos más elevados y requerimientos de espacio adicionales, los beneficios que aportan son invaluables. En situaciones donde las limitaciones de espacio o consideraciones de costos sean un factor, una retroiluminación paralela puede proporcionar una alternativa viable. Las retroiluminaciones paralelas ofrecen una iluminación uniforme y capacidades mejoradas de detección de bordes. Al considerar cuidadosamente los requisitos y limitaciones específicos de cada técnica de iluminación, los diseñadores de sistemas de visión por máquina pueden seleccionar la solución óptima para sus aplicaciones, garantizando resultados de imágenes fiables y precisos.
