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Encontre lentes telecêntricas para processamento de imagens industrial

As lentes telecêntricas (telecentric lenses) garantem imagens em escala real, independentemente da distância entre o objeto e a lente. São ideais para tarefas precisas de medição e inspeção no processamento industrial de imagens. A STEMMER IMAGING oferece um amplo portfólio independente de fabricantes de ópticas telecêntricas para diferentes tamanhos de sensores, ampliações e distâncias de trabalho.

O que é uma lente telecêntrica?

Uma lente telecêntrica é um tipo especial de óptica industrial em que a pupila de entrada ou saída está no infinito. Isso faz com que os raios principais sejam paralelos ao eixo óptico. O resultado é uma ampliação constante, independentemente da distância do objeto, e, portanto, uma imagem sem distorção e em escala real.
 
As lentes telecêntricas são utilizadas no processamento de imagens industriais quando a precisão de medição e a reprodutibilidade são decisivas. Eliminam os efeitos de perspectiva que ocorrem nas lentes telecêntricas e garantem medições exatas, mesmo com posições ou alturas variáveis do objeto.
 
Distingue-se entre lentes do lado do objeto, do lado da imagem e bi-telezentricas. Os sistemas bi-telezentricos garantem a máxima precisão de imagem, uma vez que tanto o lado do objeto como o lado da imagem são telezentricos – ideais para aplicações metrológicas exigentes.

Explore nossos modelos de lentes telecentrics

7 itens

Dúvidas sobre nossas lentes? Teremos prazer em ajudá-lo!

Se você está procurando uma solução para tarefas de medição precisas, alta reprodutibilidade ou processos de teste exigentes, nossos especialistas irão ajudá-lo a escolher a lente telecêntrica adequada. Juntos, encontraremos a combinação ideal de ampliação, distância de trabalho, tamanho do sensor e iluminação para sua aplicação.

Mais do que apenas lentes – seu projeto, nosso serviço

Da ideia inicial à solução final de processamento de imagens: acompanhamos você em todas as fases do projeto. Nossos especialistas ajudam na escolha da lente telecêntrica adequada, aconselham sobre sensores, iluminação e compatibilidade óptica e ajudam a ajustar os sistemas de forma ideal à sua aplicação. Aproveite o aconselhamento técnico, as análises de viabilidade e a experiência prática em integração.

Guia: Escolhendo a lente telecêntrica certa – critérios de seleção para sua aplicação

As lentes telecêntricas eliminam distorções de perspectiva e fornecem um tamanho de imagem constante, independentemente da distância entre o objeto e a lente. Isso as torna ideais para tarefas precisas de medição e inspeção no processamento de imagens industrial. Este guia explica os critérios de seleção mais importantes e mostra como usar os filtros correspondentes no localizador de produtos da STEMMER IMAGING.

Campo de visão (FOV)

 
O campo de visão corresponde à dimensão máxima do seu objeto de teste. Quanto maior for o FOV, maior terá de ser a lente frontal da lente para reproduzir o objeto sem sombreamento nas bordas. Preveja uma pequena margem de manobra.
 
Observação:para objetos grandes, como placas de circuito impresso completas, peças moldadas ou embalagens, geralmente são usados aumentos baixos, cobrindo campos de visão maiores de vários centímetros. Pequenas peças ou componentes com estrutura fina, como contatos de conectores, fios ou microeletrônica, requerem um campo de visão menor e uma ampliação maior. Quanto menor o FOV, menor a lente frontal necessária – inversamente, o diâmetro da lente aumenta significativamente para campos de visão grandes.
 
Filtro de produto:o tamanho do campo de visão influencia tanto a ampliação quanto a distância de trabalho. Ajuste os controles “Ampliação” e “Distância de trabalho” no filtro de produto até que o campo de visão desejado seja totalmente coberto.

Menor estrutura e número de pixels

 
Pense no menor detalhe que você deseja reconhecer. Como regra geral, devem estar disponíveis pelo menos quatro pixels por característica para que os contornos sejam claramente reconhecíveis. Isso resulta na resolução necessária do sensor.
 
Observação:as câmeras industriais comuns possuem tamanhos de pixel entre aproximadamente 2 µm e 5 µm. Para estruturas muito finas ou medições com precisão submicrométrica, são utilizados sensores com tamanhos de pixel de 1 a 3 µm. Certifique-se de que o tamanho mínimo de pixel da lente seja compatível com o tamanho de pixel da sua câmera – ele indica até que tamanho de pixel o desempenho de imagem da lente é suficiente.
 
Filtro de produto:selecione um limite adequado no filtro “Tamanho mínimo de pixel” para encontrar lentes que correspondam aos tamanhos de pixel da sua câmera.

Tamanho do sensor e tamanho dos pixels

 
O tamanho do sensor é resultado do tamanho do pixel multiplicado pelo número de pixels. Ele determina o tamanho da área reproduzida no sensor. Certifique-se de que o sensor ilumine completamente o campo de visão e que não ocorra vinheta.
 
Observação:os formatos típicos de sensor no processamento de imagens industrial variam de 1/2″ (≈ 8 mm na diagonal) a 2/3″ (≈ 11 mm) e 1″ (≈ 16 mm) até sensores de formato completo de 35 mm. Quanto maior o sensor, maior deve ser o círculo de imagem da lente. As lentes com montagem C geralmente iluminam completamente formatos de sensor de até 1,1″; sensores maiores requerem conexões M42, M58 ou Nikon F.
 
Filtro de produtos: no filtro de produtos, você pode selecionar o “tamanho do sensor” (diagonal) e o “tamanho do pixel”. Isso permite limitar os resultados às lentes compatíveis com o sensor da sua câmera.

Ampliação (escala de reprodução)

 
A ampliação descreve a relação entre o tamanho da imagem no sensor e o tamanho real do objeto. Ela é calculada a partir da largura do sensor e do campo de visão. Ampliações maiores permitem detalhes mais finos, mas reduzem o campo de visão.
 
Observação: para objetos grandes ou características de inspeção grosseiras, ampliações inferiores a 0,5× são suficientes, pois o campo de visão permanece correspondentemente grande. Ampliações entre 0,5× e 2× são adequadas para muitas tarefas gerais de medição e inspeção, enquanto valores de 2× a 5× são usados para componentes pequenos, como conectores ou trilhas de circuito. Ampliações muito altas (> 5×) são usadas apenas para microscopia ou microestruturas. Observe que, com o aumento da ampliação, tanto o campo de visão quanto a profundidade de campo diminuem e a lente frontal fica significativamente maior.
 
Filtro de produto:ajuste o controle “Ampliação” no filtro de produto para o valor calculado. O portfólio cobre ampliações de aproximadamente 0,03× a 10×.

Distância de trabalho

 
A distância de trabalho é a distância fixa na qual o objeto é reproduzido com nitidez. Leve em consideração o espaço disponível e as distâncias de segurança necessárias
 
Observação: distâncias de trabalho curtas de 10 a 50 mm são adequadas para estruturas de laboratório compactas e permitem uma relação ideal entre intensidade luminosa e resolução. Distâncias médias entre 50 mm e 150 mm são comuns em muitos sistemas de teste industriais e oferecem espaço suficiente para iluminação e manuseio. Distâncias de trabalho longas a partir de 150 mm são utilizadas quando é necessário medir objetos grandes ou manter distâncias de segurança. Com o aumento da distância, a abertura numérica diminui, o que reduz a resolução e a passagem de luz – podendo ser necessária uma iluminação mais forte.
 
Filtro de produto: use o controle “Distância de trabalho” para exibir apenas lentes com uma distância focal adequada.

Abertura (número f) e comprimento da lente

 
O número f determina a intensidade da luz e a profundidade de campo: números f baixos permitem a passagem de mais luz, mas reduzem a profundidade de campo. O comprimento da lente deve caber no espaço disponível.
 
Observação: números f baixos (por exemplo, F4–F8) proporcionam alta intensidade luminosa e resolução, mas exigem um foco preciso, pois a profundidade de campo permanece baixa. Para aplicações com maior tolerância de foco permitida ou iluminação limitada, são recomendáveis aberturas médias (F8–F16) – elas aumentam a profundidade de campo, mas reduzem ligeiramente o desempenho de imagem. Aberturas muito altas (F16 e superiores) só devem ser usadas se a iluminação for suficientemente forte e os requisitos de resolução forem moderados, pois os efeitos de difração podem prejudicar a qualidade da imagem. O comprimento físico da lente varia de acordo com a ampliação e o campo de visão; os modelos compactos começam em cerca de 60 mm, enquanto as lentes para campos amplos ou ampliações elevadas podem ter vários centímetros de comprimento.
 
Filtro de produtos: no filtro de produtos, você pode limitar o número f e o comprimento da lente para encontrar modelos adequados à sua aplicação e ao espaço disponível.

Comprimento físico 

 
O comprimento físico corresponde ao comprimento total do tubo, desde a face da montagem até à extremidade da lente. Este valor permite determinar se a óptica se adapta à configuração mecânica e, em conjunto com a distância de trabalho, define a distância total até à peça e a folga para a iluminação.
 
Observação: o comprimento físico da lente é determinado principalmente pelo círculo de imagem (tamanho do sensor), distância de trabalho nominal, abertura numérica necessária e arquitetura ótica (os designs bi-telecêntricos são normalmente mais longos). Os campos de visão amplos geralmente exigem grupos frontais maiores, o que pode estender o tubo. A adição de módulos de iluminação coaxiais, suportes de filtro ou janelas de proteção aumenta o comprimento e o peso totais, pelo que é necessário ter isso em consideração para garantir um suporte rígido.
 
Filtro de produto: use o atributo "Comprimento" para corresponder ao seu envelope mecânico. Verifique também o diâmetro e o peso da carcaça e certifique-se de que o comprimento da lente, mais os adaptadores e a distância de trabalho, se encaixam na sua instalação, deixando espaço para a iluminação.

Conexão

 
A rosca de conexão (C-Mount, M42, M58, Nikon F-Mount etc.) deve ser compatível com a câmera. Verifique quais conexões sua câmera suporta.
 
Observação: a C-Mount é a conexão mais comum no processamento de imagens industrial e cobre formatos de sensor de até aproximadamente 1,1″. Para sensores maiores e resoluções mais altas, são usados roscas como M42 × 0,75, M58 × 0,75 ou Nikon F-Mount. Conexões maiores permitem um círculo de imagem maior e evitam o efeito vinheta, mas geralmente estão associadas a lentes maiores e mais pesadas.
 
Filtro de produtos:selecione a rosca adequada em “Conexão” para exibir apenas lentes compatíveis.

Tipos de telecentrisme e iluminação

As lentes telecêntricas estão disponíveis em três variantes: telecêntricas do lado do objeto (raios principais paralelos no espaço do objeto: ampliação quase constante ao longo da faixa telecêntrica especificada), telecêntricas do lado da imagem (raios principais incidem quase normalmente, ângulo de incidência constante no sensor) e bi-telecêntricas (telecêntricas em ambos os lados para máxima precisão). Selecione o tipo de telecentricidade de acordo com sua aplicação.
 
Observação: As lentes telecêntricas do lado da imagem são usadas quando é necessário um ângulo de incidência constante (por exemplo, trabalho multiespectral de colorimetria ou sensores de pixels pequenos com microlentes). A óptica bi-telecêntrica é a primeira escolha para medições de alta precisão (por exemplo, na inspeção de wafers, verificações de pinos ou metrologia dimensional, onde a escala e o ângulo do raio principal devem ser rigidamente controlados.
 
Filtro de produto: Use o atributo Tipo de telecentricidade (lado do objeto/lado da imagem/bi-telecêntrico) com base nas necessidades da sua aplicação.

Iluminação

A imagem telecêntrica se beneficia mais da retroiluminação telecêntrica (colimada) em configurações de luz transmitida. Os raios paralelos produzem silhuetas nítidas e de alto contraste com penumbra mínima (zona de transição parcialmente iluminada em uma borda em imagens retroiluminadas), e a lente telecêntrica do lado do objeto aceita apenas raios quase axiais. Isso estabiliza a posição da borda, mesmo quando a altura da peça varia.
 
Para peças reflexivas/opacas, combine a lente telecêntrica com iluminação coaxial/no eixo (por meio de um divisor de feixe ou módulo coaxial). A luz viaja ao longo do eixo óptico e os retornos especulares de superfícies planas são direcionados de volta para a lente, produzindo brilho uniforme e suprimindo sombras. Essa configuração é ideal para wafers, metais polidos e recursos impressos. 
 
Observação:Combine a área de emissão do iluminador com seu FOV com margem. Certifique-se de que a abertura livre de qualquer módulo coaxial atinja ou exceda a abertura frontal da lente para evitar vinhetas. Escolha o comprimento de onda adequado ao sensor/filtros, adicione polarizadores para reduzir o brilho quando necessário e planeje o estroboscópio se você usar números F ou ampliações mais altos. Verifique a compatibilidade da distância de trabalho entre a luz de fundo telecêntrica e a lente.
 
Filtro de produto: Selecione módulos coaxiais/no eixo para obter o melhor desempenho com peças reflexivas. O portfólio também inclui lentes telecêntricas para iluminação. Na seção Iluminação, selecione iluminação colimada. Verifique a área de emissão, a abertura livre, a distância de trabalho e as opções do controlador para atender às metas de exposição e rendimento.

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Nossos especialistas terão prazer em ajudá-lo a escolher a lente telecêntrica adequada para sua aplicação – desde a avaliação inicial até a integração final do sistema.
 
Entre em contato agora e solicite uma consultoria.

Perguntas frequentes (FAQ)

Por que a maioria das lentes na indústria usa uma montagem C?

A montagem C é o padrão de conexão mais utilizado no processamento de imagens industrial, pois combina mecânica precisa, alta compatibilidade e eficiência de custos. A rosca padronizada 1-32 UN (2A/2B) e a distância de apoio fixa de 17,526 mm garantem uma interface precisa e definida entre os fornecedores, para que as câmaras e as lentes possam ser facilmente combinadas.
 
Graças a essa padronização, lentes e câmeras de diferentes fabricantes podem ser combinadas livremente – uma vantagem decisiva na integração do sistema. A montagem C também oferece uma conexão estável e resistente a vibrações com um design compacto e é ideal para sensores com diagonal de imagem de até cerca de 1 polegada. Devido à sua ampla disponibilidade e fabricação econômica, ela se tornou o padrão industrial, especialmente em aplicações com formatos de sensor pequenos a médios.

Quando vale a pena usar uma lente telecêntrica em comparação com uma lente padrão?

Uma lente telecêntrica vale sempre a pena quando a precisão de medição, a dimensão dimensional e a reprodutibilidade são prioritárias. Ao contrário das lentes endocêntrico, em uma lente telecêntrica, o tamanho da imagem permanece constante, independentemente da distância do objeto. Isso evita distorções de perspectiva ou erros de paralaxe, mesmo que a posição ou a altura do objeto mude ligeiramente.
 
A telecentria mostra suas vantagens especialmente em aplicações metrológicas, na inspeção de componentes rotacionalmente simétricos ou estruturados, bem como em materiais multicamadas ou transparentes. Sempre que for necessário detectar com segurança as menores variações dimensionais ou medir com precisão componentes com diferentes níveis, a utilização de uma lente telecêntrica é a escolha certa.

Quais são as vantagens de uma lente bicentrada em relação à telecentria do lado do objeto ou da imagem?

Uma lente bicêntrica é projetada para ser telecêntrica tanto no lado do objeto quanto no lado da imagem. Isso significa que os raios principais se estendem em ambas as direções paralelamente ao eixo óptico. Assim, não só o tamanho da imagem permanece constante independentemente da distância do objeto, mas também a posição da imagem no sensor permanece inalterada, mesmo com ligeiras inclinações do sensor ou movimentos do objeto.
 
Em comparação com as ópticas puramente telecêntricas do lado do objeto ou da imagem, o design bi-telecêntrico oferece a mais alta precisão de imagem e distorção geométrica mínima. É a escolha preferida para tarefas de medição e teste de alta precisão, nas quais é necessária uma precisão dimensional absoluta em todo o campo de visão, como na metrologia industrial ou em sistemas de inspeção automatizados com os mais altos requisitos de tolerância.

Como a escolha da iluminação (por exemplo, telecêntrica vs. difusa) influencia o resultado da medição?

A iluminação tem uma influência significativa na qualidade da imagem e na precisão da medição. A iluminação telecêntrica garante que a luz incida paralelamente ao eixo óptico. Isso evita sombras ou distorções de perspectiva – as arestas e contornos são representados com a máxima precisão. Isso é ideal para testes exatos de dimensões e formas.
 
A iluminação difusa distribui a luz uniformemente em todas as direções. Ela reduz os reflexos e é especialmente adequada para a inspeção de superfícies brilhantes ou irregulares. No entanto, ela pode reduzir um pouco a nitidez das bordas e, consequentemente, a precisão das medições.
 
No processamento de imagens industrial, a escolha da iluminação depende sempre da aplicação. Para tarefas de medição precisas, recomenda-se a combinação de uma lente telecêntrica com iluminação telecêntrica, enquanto a iluminação difusa mostra suas vantagens na inspeção de superfícies ou na detecção de defeitos.

Quais fatores determinam a precisão da medição na prática?

A precisão da medição no processamento de imagens depende de vários fatores que, em conjunto, determinam a qualidade do resultado da medição. Além da resolução óptica de todo o sistema, a telecentria da lente desempenha um papel central: somente quando a ampliação permanece constante em toda a distância de trabalho é que as medidas podem ser registradas de forma reproduzível e sem distorções.
 
Igualmente decisivos são o tamanho do sensor e a distância entre os pixels da câmera – eles determinam quais são os menores detalhes que ainda podem ser reproduzidos com confiabilidade. A iluminação também influencia a precisão: uma iluminação uniforme e sem sombras aumenta o contraste nas bordas dos objetos e melhora a capacidade de avaliação das imagens.
 
Na prática, a precisão da medição é alcançada através do ajuste preciso de todos os componentes – óptica, câmera, iluminação e estabilidade mecânica. Somente quando esses fatores estão coordenados é possível minimizar os desvios de medição e garantir resultados reproduzíveis.
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