Explorar a Iluminação Telecêntrica em Sistemas de Machine Vision
Gaspar van Elmbt
No mundo dos sistemas de machine vision, alcançar uma qualidade de imagem precisa e reprodutível é crucial para tarefas como inspeção, medição e controlo de qualidade. As objetivas telecêntricas e a iluminação telecêntrica desempenham papéis fundamentais no aumento da precisão de imagem. Neste artigo, faremos uma breve introdução às objetivas telecêntricas e, em seguida, abordaremos as vantagens e desvantagens da iluminação telecêntrica. Adicionalmente, iremos explorar o backlight paralelo como uma solução de iluminação alternativa em determinados cenários.
Se necessitar de qualquer suporte, ou se estiver interessado nas nossas lentes telecêntricas e iluminação, por favor contacte-nos abaixo. O nosso website apresenta apenas uma parte limitada do nosso portefólio completo de lentes telecêntricas e
iluminação, que pode ser consultado aqui: Portefólio de lentes telecêntricas.
Table of contents
Compreender Lentes Telecêntricas
As lentes telecêntricas são dispositivos ópticos concebidos para minimizar erros de perspetiva e proporcionar uma ampliação e perspetiva consistentes em toda a área de imagem. Ao contrário das lentes convencionais, as lentes telecêntricas possuem uma característica única em que as partes ópticas estão posicionadas numa configuração especial. Oferecemos uma variedade de lentes telecêntricas. O nosso portefólio de lentes telecêntricas e respetivos preços pode ser consultado no nosso website.
As lentes telecêntricas são concebidas para que os raios entrem paralelamente na lente, resultando em raios quase perpendiculares ao sensor de imagem.
Esta característica permite medições precisas e consistentes, uma vez que minimiza erros de perspetiva e distorções. Isto torna as lentes telecêntricas ideais para medições dimensionais precisas e extração rigorosa de características. Outras características das lentes telecêntricas são a ampliação constante e a distorção mínima. Projetos de grande dimensão requerem lentes telecêntricas relativamente maiores, como demonstrado no exemplo abaixo.
Como Funciona a Iluminação Telecêntrica?
Iluminação telecêntrica é uma parte integrante do sistema de imagem telecêntrica, funcionando em harmonia com lentes telecêntricas. Ao contrário dos métodos convencionais de iluminação por trás, onde os raios de luz são emitidos de forma difusa ou não direcionada, as luzes telecêntricas garantem que os raios de luz sejam paralelos e tenham intensidade consistente em todo o campo de visão. Esta configuração de feixe de luz paralelo cria silhuetas, minimiza erros de perspetiva e distorção, resultando em medições precisas e qualidade de imagem consistente.
Para obter iluminação telecêntrica, os raios de luz são guiados através de uma sequência de elementos ópticos, criando raios de luz paralelos e brilho consistente em todo o feixe. Por vezes, este feixe de luz é descrito como um feixe de luz colimado.
A luz telecêntrica pode ser considerada como uma lente telecêntrica usada ao contrário.
Vantagens da iluminação telecêntrica
1. Redução de sombras e reflexos
As luzes telecêntricas ajudam a minimizar sombras e reflexos indesejados que podem afetar a qualidade da imagem e a precisão da medição. Com raios de luz paralelos, o potencial para sombras causadas pelo objeto ou pelo sistema de imagem é reduzido.
2. Maior precisão de medição
Juntamente com lentes telecêntricas, uma luz telecêntrica ajuda a melhorar a precisão da medição ao reduzir erros causados por variações nas condições de iluminação, distorções de perspetiva e efeitos relacionados com a profundidade.
3. Maior distância de trabalho
Permite maiores distâncias de trabalho entre o objeto e a fonte de luz. Esta flexibilidade é útil em aplicações onde é necessário espaço entre a luz telecêntrica e a lente para mover ou manipular o produto. Por exemplo, espaço necessário para o movimento do braço robótico.
4. Tempos de exposição reduzidos
A luz colimada é focada apenas na área necessária. Assim, toda a potência da fonte de luz é utilizada. Isto permite uma iluminação perfeita e alto contraste. Como resultado, são possíveis tempos de exposição curtos da câmera de machine vision e, consequentemente, tempos de ciclo reduzidos da máquina.
Desafios da Iluminação Telecêntrica
1. Custo do equipamento
Os sistemas de iluminação telecêntrica podem ser mais dispendiosos do que as configurações de iluminação convencionais devido ao design especializado e à ótica de precisão envolvida. O custo das objetivas telecêntricas e das fontes de luz dedicadas pode representar desafios orçamentais
para algumas aplicações.
2. Requisitos de espaço
O tamanho físico das objetivas telecêntricas e das fontes de luz pode exigir espaço adicional numa configuração de machine vision. Isto pode apresentar limitações em aplicações onde o espaço é restrito ou ao integrar o sistema de iluminação em equipamentos existentes.
3. Esforço de instalação
É importante notar que a utilização de iluminação telecêntrica requer um alinhamento cuidadoso dos componentes ópticos. Isto garante um desempenho ótimo e proporciona a qualidade de imagem desejada.
Backlight paralelo como alternativa
Em situações onde as limitações de espaço ou considerações de custo são fatores críticos, uma backlight paralela pode servir como uma alternativa viável à iluminação telecêntrica. As backlights paralelas estão equipadas com um filtro especializado que reduz a emissão difusa de luz e cria uma luz mais uniforme e direcionada.
Embora possa não oferecer o mesmo nível de perceção de profundidade ou controlo de perspetiva, uma backlight paralela apresenta vantagens em cenários específicos:
1. Solução que Poupa Espaço
Os sistemas de retroiluminação paralela são normalmente mais compactos do que as soluções de iluminação telecêntrica, tornando-os adequados para aplicações com restrições de espaço ou quando a otimização do espaço é uma prioridade.
2. Iluminação Uniforme
Uma backlight paralela pode proporcionar uma iluminação homogénea e uniforme em toda a superfície do objeto. Isto garante uma qualidade de imagem consistente.
3. Deteção de Arestas e Aumento de Contraste
A retroiluminação paralela melhora as capacidades de deteção de arestas ao realçar a visibilidade dos contornos e limites dos objetos. Também aumenta o contraste, permitindo uma melhor diferenciação das características, defeitos ou irregularidades dos objetos.
Backlight Paralelo vs. Luz Telecêntrica
Conclusão
Sistemas com lentes telecêntricas e luzes telecêntricas oferecem vantagens notáveis em termos de contraste melhorado e precisão de medição. Embora possam envolver custos mais elevados e requisitos de espaço superiores, os benefícios que proporcionam são inestimáveis. Em situações onde as limitações de espaço ou considerações de custo são uma preocupação, um backlight paralelo pode fornecer uma alternativa viável. Os backlights paralelos oferecem uma iluminação uniforme e capacidades melhoradas de deteção de arestas. Ao considerar cuidadosamente os requisitos e limitações específicos de cada técnica de iluminação, os projetistas de sistemas de machine vision podem selecionar a solução ideal para as suas aplicações, garantindo resultados de imagem fiáveis e precisos.
