مبدأ تصميم العدسة عن بعد والمزايا التقنية

العدسة البعيدة عن المركز هي تصميم بصري يكون الشعاع الرئيسي فيه موازٍ للمحور البصري. بسبب هذه الخصائص ، تتمثل المزايا الرئيسية للعدسة البعيدة في التخلص من التشوه عند عدم التركيز البؤري وتوفير أداء فائق للصورة عند إجراء قياس وفحص عالي الدقة.

Ⅰ. تعريف العدسة عن بُعد

تحتوي العدسة عن بُعد على ثلاث فئات ، وهي فئة تعمل عن بُعد وصورة مركزية وثنائية المركز. يكمن الاختلاف بين هذه الأنواع الثلاثة في أن الشعاع الرئيسي الموازي للمحور البصري يكون على جانب الكائن ، أو في جانب الصورة ، أو في كلا جانبي الكائن والصورة. عدسة مركزية لفضاء الكائن والعدسة ثنائية المركز هي العدسات الأكثر شيوعًا في تطبيقات.

Ⅱ. تصميم العدسة عن بُعد

الغرض من تصميم العدسة عن بُعد هو التخلص من الاختلاف في التكبير الناتج عن عدم تناسق المسافة بين الجسم المُقاس والعدسة. وستحتاج العدسات المختلفة عن بُعد إلى تصميمات مختلفة عن بُعد.

1. مبدأ التصميم لمسار الضوء عن بعد في مساحة الكائن

يقع المركز المتقارب للشعاع الرئيسي لفضاء الكائن الموازي للمحور البصري بعيدًا بشكل لا نهائي عن مساحة الصورة ، والتي تسمى الكائن مسار الضوء بعيدًا عن المركز. وظيفتها هي: يمكنها القضاء على خطأ القراءة الناتج عن التركيز غير الدقيق للكائن.

2. مبدأ تصميم مسار الضوء عن بُعد بجانب الصورة

يقع المركز المتقارب للشعاع الرئيسي لجانب الصورة الموازي للمحور البصري بعيدًا بشكل لا نهائي عن الكائن ، وهو ما يسمى مسار الضوء عن بعد من جانب الصورة. وتتمثل وظيفتها في القضاء على خطأ القياس الناتج عن التركيز غير الدقيق على جانب الصورة.

3. مبدأ تصميم المسار البصري عن بعد على كلا الجانبين

يدمج الوظائف المزدوجة لمساحة الكائن / مركز مسافة الصورة ، ويستخدم بشكل أساسي في مجال قياس الرؤية والكشف عنها. العدسة ثنائية المركز ، والتي تسمى أيضًا العدسة المزدوجة المركز ، على & nbsp ؛ تتبنى هذا المبدأ.

< ر />

Ⅲ. المزايا الفنية للعدسة عن بُعد

1. دقة عالية

يتم قياس دقة وضوح الصورة بشكل عام بواسطة CTF (وظيفة نقل التباين) التي تحدد تباين التردد المكاني الحالي لمستشعر الصورة ، وتكون الوحدة lp / mm. غالبًا ما يجمع معظم مدمجي رؤية الماكينة عددًا كبيرًا من العدسات الرخيصة منخفضة البكسل وذات الدقة المنخفضة ، وفي النهاية يمكنهم فقط إنشاء صور غير واضحة. باستخدام عدسة مركزية ، حتى مع وجود مستشعر صورة بكسل صغير ، يمكن إنشاء صور عالية الدقة.

2. تصميم حقيقي لعدسة مركزية: عمق مجال واسع للغاية وتشوه منخفض

كان هناك رأي مفاده أن العدسة البعيدة عن المركز تحل مشكلة التشويه بشكل أساسي. في الواقع ، لا تحل العدسة عن بُعد مشكلة التشويه فحسب ، بل إن التشوه المنخفض ليس سوى سمة إضافية للعدسة البعيدة المركز. الخصائص البصرية الفريدة للعدسة عن بعد: عندما يتحرك الجسم في مجال الرؤية ، لن يتغير تكبيره في مواضع مختلفة ، مما يحدد أنه لا يمكن استبداله بعدسات صناعية عادية في بعض المجالات. على سبيل المثال ، يمكن تكييف عمق المجال الأكبر بشكل جيد مع بيئة العمل في الموقع ، وهي ليست مشكلة لا يمكن حلها إلا من خلال الخوارزميات.

3. تصميم فريد لمسار ضوء متوازي

إن تصميم عدسة صناعية عن بُعد للتصوير بالضوء المتوازي ليس معقدًا من الناحية النظرية ، ولكنه إنها مسألة أخرى لتحقيق دقة معينة وجودة التصوير. العدسة البعيدة عن المركز & nbsp؛ التصميم والتصنيع & nbsp؛ هي في الواقع أكثر صعوبة من العدسة بالمعنى العام. والسبب هو أن حجم العدسة البصرية للعدسة البعدية كبير نسبيًا ، مما يجعل تصحيح اختلافات الطور المختلفة لضوء الحافة أكثر صعوبة.

من أجل الحصول على جودة صورة جيدة مطلوب مجال رؤية متميز وتصميم منتجات أعلى ودقة تصنيع ، وفي كثير من الحالات من الضروري أن يتمتع المصمم بخبرة تصميم غنية نسبيًا.

الصور الملتقطة بواسطة عدسة تقليدية (يسار) وعدسة عن بعد (يمين)

< p>

Ⅳ. & nbsp؛ اختر التصميم المناسب للعدسة البعيدة عن المركز

How to ch oose تصميم العدسة عن بعد الصحيح؟ بادئ ذي بدء ، يجب أن يكون حجم CCD المتوافق مع العدسة مساويًا أو أكبر من حجم مستشعر الكاميرا ؛ ثانيًا ، احسب mag عندما يتم تأكيد حجم الكائن وحجم مستشعر الكاميرا ، اختر دائمًا mag أصغر إذا لم يكن هناك mag مناسبًا لتغطية مساحة الكائن بالكامل. أخيرًا ، تحقق من WD & amp؛ حجم العدسة للتأكد من أنها تناسب تصميم النظام بأكمله. انتبه إلى المتطلبات الأخرى مثل التشويه أو DOF إذا لزم الأمر.

< strong> المراجع:

1. & quot؛ البرنامج التعليمي لعدسة Telecentric & quot ؛، & nbsp؛ Haosheng Hu، & nbsp؛ جيمس ج. موقع كلية وايان للعلوم البصرية ،

https://wp.optics.arizona.edu/optomech/wp-content /uploads/sites/53/2016/10/Tutorial_Hu_Haosheng.pdf