비디오 측정기의 광학 시스템에 영향을 미치는 여러 요인 중 렌즈 왜곡과 작동 거리 변화는 쉽게 간과되지만 측정 정확도에 상당한 영향을 미치는 두 가지 요소입니다. 본 논문에서는 이러한 현상의 메커니즘과 제어 방법을 분석합니다.
1. 줌 렌즈의 배율에 따른 왜곡
광학 왜곡은 렌즈 이미징 과정에서 실제 이미지 위치와 이상적인 이미지 위치 사이의 차이로, 가장자리와 중심부의 배율 차이로 나타납니다. 핀쿠션 왜곡은 가장자리의 치수를 더 크게 측정하게 하고, 배럴 왜곡은 가장자리의 치수를 더 작게 측정하게 합니다.
줌 렌즈의 왜곡은 배율에 따라 달라지므로 각 배율에서 별도로 보정을 수행해야 합니다. 표준 격자판 또는 표준 크기 부품의 이미지를 촬영하고 각 영역의 왜곡을 계산한 후 측정 소프트웨어에서 자동으로 적용할 보정 행렬을 생성합니다. 저배율에서 보정을 수행한 후 고배율로 전환하면 왜곡 곡선이 달라져 행렬이 더 이상 적용되지 않으므로 체계적인 오차가 발생합니다. 배율을 변경한 후에는 항상 소프트웨어가 현재 배율에 대한 보정 매개변수를 불러왔는지 확인해야 합니다.
2. 작업 거리가 확대율에 미치는 영향
작동 거리는 렌즈 앞면에서 공작물 표면까지의 거리입니다. 일반적인 비원거리 중심 렌즈의 경우, 작동 거리가 변하면 실제 배율이 변합니다. 렌즈가 가까울수록 배율이 커집니다.
단차가 있는 표면이나 깊은 홈과 같은 높이 차이가 있는 공작물을 측정할 때, Z축은 서로 다른 높이에 있는 형상에 초점을 맞추기 위해 이동해야 하며, 각 이동마다 작업 거리가 달라집니다. 소프트웨어 보정이 없으면 높이가 다른 형상에서 크기 오차가 발생합니다. 즉, 높은 형상(렌즈가 가까울수록)은 더 크게 측정되고, 낮은 형상(렌즈가 멀수록)은 더 작게 측정됩니다. 평평한 공작물은 모든 형상의 높이가 동일하므로 이러한 오차의 영향을 거의 받지 않지만, 3차원 형상이나 여러 높이를 측정하는 경우에는 이 오차를 무시할 수 없습니다.
3. 텔레센트릭 렌즈 솔루션
텔레센트릭 렌즈는 주 광선을 평행하게 유지하는 특수 광학 설계를 사용하여 작업 거리 변화가 배율에 미치는 영향을 제거합니다. 공작물의 높이가 변하더라도 이미지에서 특정 형상의 크기는 동일하게 유지되므로 배율 변동의 근본 원인을 해결할 수 있습니다. 바이 텔레센트릭 렌즈는 물체 공간과 이미지 공간 모두에서 주 광선을 평행하게 유지하여 시야 전체에 걸쳐 더욱 균일한 배율과 낮은 왜곡을 제공합니다.
JATEN 비디오 측정 시스템을 예로 들면, JTDIM-200 과 JTDIM3020 모두 공식 제품 설명서에 명시된 바와 같이 텔레센트릭 광학 구조를 채택하고 있습니다. JTDIM3020은 초저왜곡 특성을 지닌 이중 텔레센트릭 렌즈를 탑재하여 높이 변화 및 가장자리 위치에서도 이미지 왜곡이 거의 없으며, 듀얼 2000만 화소 CCD 센서를 통해 고정밀 윤곽 및 표면 측정을 위한 광학적 기반을 제공합니다.
4. 텔레센트릭 렌즈의 적용 한계
텔레센트릭 렌즈의 주요 한계는 좁은 시야각입니다. 시야 직경은 전면 렌즈군의 유효 조리개에 의해 제한되며, 더 큰 형상을 측정하려면 더 크고 훨씬 비싼 렌즈가 필요합니다. 따라서 텔레센트릭 렌즈는 소형 및 중형 정밀 형상 측정에 가장 적합하며, 크고 평평한 형상의 경우 배율별 왜곡 보정 기능이 있는 일반 줌 렌즈로도 충분합니다.
5. 사용 권장 사항
광학 시스템을 올바르게 사용하려면 다음 사항을 준수해야 합니다. 각 배율에서 왜곡 보정을 별도로 수행하고 정확한 데이터를 입력해야 합니다. 3차원 형상을 측정할 때 작업 거리의 영향을 고려해야 합니다. 형상의 크기와 정확도 요구 사항에 따라 렌즈 유형을 선택해야 합니다. 렌즈의 청결 상태와 장착 상태를 정기적으로 점검하여 렌즈가 헐거워지거나 오염되어 발생하는 오류를 방지해야 합니다.
자세한 내용은 다음을 참조하십시오...
https://www.jatentech.com/product/video-measuring-machine-jtdim3020
https://www.jatentech.com/product/jtdim-200-video-measuring-system