ประเภทเลนส์สำหรับระบบวิชั่นเครื่องจักร: เลนส์แบบคงที่ เลนส์เทเลเซนตริก และเลนส์ซูม

เลนส์ความยาวโฟกัสคงที่: พื้นฐานของความมั่นคงและความชัดเจนในการมองเห็นด้วยเครื่องจักร

การขยายภาพที่สม่ำเสมอ การบิดเบือนต่ำมาก และประสิทธิภาพ MTF สูง

การถ่ายภาพเชิงอุตสาหกรรมให้ผลลัพธ์ที่ดีขึ้นมากด้วยเลนส์ความยาวโฟกัสคงที่ เลนส์ เนื่องจากเลนส์เหล่านี้รักษาความมั่นคงได้แม้ระยะการทำงานจะเปลี่ยนแปลง ซึ่งเลนส์เหล่านี้สามารถรักษาค่าการขยายภาพไว้ภายในช่วง ±0.05% ซึ่งถือว่าน่าประทับใจมากเมื่อพิจารณาจากความไวของแอปพลิเคชันบางประเภท นอกจากนี้ โครงสร้างการออกแบบเชิงแสงก็ไม่ซับซ้อนนัก ทำให้อัตราการบิดเบือนยังคงต่ำกว่า 0.1% ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อความแม่นยำในการวัดงานด้านเมโทรโลยี ในแง่ของตัวชี้วัดคุณภาพภาพ เลนส์เหล่านี้ให้ค่า MTF สูงกว่า 0.8 ที่ความละเอียด 50 คู่เส้นต่อมิลลิเมตร แล้วสิ่งนี้หมายความว่าอย่างไร? หมายถึงขอบและรายละเอียดต่าง ๆ มีความคมชัดมากขึ้น และสามารถระบุได้อย่างเชื่อถือได้ยิ่งขึ้น ขณะที่เลนส์แบบซูมโดยทั่วไปไม่สามารถให้ประสิทธิภาพที่สม่ำเสมอในระดับนี้ได้ในสภาพแวดล้อมอุตสาหกรรมส่วนใหญ่

กรณีการใช้งานที่เหมาะสม: การตรวจสอบด้วยความเร็วสูงและงานเมโทรโลยีที่ต้องการความซ้ำซ้อน

เลนส์เหล่านี้ทำงานได้ดีมากในสถานที่ที่ต้องตรวจสอบสิ่งของอย่างรวดเร็ว เช่น การสังเกตเวเฟอร์เซมิคอนดักเตอร์ โครงสร้างการออกแบบของเลนส์เหล่านี้ทำให้สามารถถ่ายภาพได้อย่างสม่ำเสมอแม้ขณะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงกว่า 500 ชิ้นต่อนาที เมื่อพูดถึงการวัดค่าอย่างแม่นยำ เลนส์เหล่านี้ช่วยลดข้อผิดพลาดในการวัดให้ต่ำกว่า 1 ไมโครเมตร เนื่องจากไม่จำเป็นต้องปรับโฟกัสซ้ำ ๆ ซึ่งยังช่วยประหยัดค่าใช้จ่ายอีกด้วย ผลการศึกษาโดยสถาบันโปเนียน (Ponemon Institute) เมื่อปี ค.ศ. 2023 พบว่า บริษัทต่าง ๆ สามารถประหยัดค่าใช้จ่ายด้านแรงงานที่เกี่ยวข้องกับการปรับเทียบอุปกรณ์ใหม่ได้ประมาณ 740,000 ดอลลาร์สหรัฐต่อปี นอกจากนี้ คุณภาพของการผลิตยังแข็งแกร่งพอที่จะทนต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิและแรงสั่นสะเทือน จึงทำให้เลนส์เหล่านี้กลายเป็นเครื่องมือสำคัญสำหรับการตรวจสอบชิ้นส่วนรถยนต์ระหว่างกระบวนการประกอบ หรือการรับรองว่าอุปกรณ์ทางการแพทย์สอดคล้องตามมาตรฐานคุณภาพ

เลนส์เทเลเซนตริก: การวัดความแม่นยำผ่านการฉายภาพแบบออร์โธกราฟิก

กำจัดความผิดพลาดจากมุมมอง เพื่อให้ได้ภาพที่มีสัดส่วนแท้จริงตลอดความลึก

เลนส์เทเลเซนตริกทำงานต่างจากระบบออปติคัลทั่วไป เนื่องจากใช้สิ่งที่เรียกว่าการฉายภาพแบบออร์โธกราฟิก (orthographic projection) โดยพื้นฐานแล้ว เลนส์เหล่านี้จะรับลำแสงที่ขนานกันและตกกระทบลงบนเซ็นเซอร์ภาพในแนวตั้งฉาก ข้อได้เปรียบสำคัญคือสามารถกำจัดความผิดเพี้ยนเชิงมุม (perspective distortions) ซึ่งส่งผลต่อความแม่นยำของการวัดเมื่อชิ้นส่วนเคลื่อนที่เข้าหรือออกจากเลนส์ ลองพิจารณาตัวอย่างง่ายๆ เช่น รูกลมบนแผ่นโลหะ: ผ่านเลนส์กล้องทั่วไป หากชิ้นส่วนเอียงแม้เพียงเล็กน้อย รูนั้นจะปรากฏเป็นรูปวงรีแทนที่จะเป็นวงกลม แต่ด้วยการถ่ายภาพแบบเทเลเซนตริก รูนั้นจะคงรูปร่างเป็นวงกลมสมบูรณ์แบบไม่ว่าชิ้นส่วนจะวางตัวอย่างไรเทียบกับเลนส์ก็ตาม ความคงที่นี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการตรวจสอบขนาดรูอย่างแม่นยำในชิ้นส่วนที่ผลิตขึ้น งานวิจัยระบุว่า การตั้งค่าแบบทั่วไปอาจให้ผลคลาดเคลื่อนสูงถึง 3 เปอร์เซ็นต์หากไม่มีการแก้ไขอย่างเหมาะสม ในขณะที่ระบบเทเลเซนตริกสามารถบรรลุความแม่นยำระดับย่อยพิกเซล (sub-pixel level) แม้เมื่อมีการเปลี่ยนแปลงระยะความลึก ±5 มม. สิ่งที่ทำให้เทคโนโลยีนี้มีคุณค่ามากคือ อัตราขยาย (magnification) จะคงที่อย่างแน่นอนไม่ว่าวัตถุจะอยู่ใกล้หรือไกลจากเลนส์ก็ตาม ความสม่ำเสมอนี้คือเหตุผลที่ผู้ผลิตไว้วางใจเลนส์ชนิดนี้ในการวัดต่างๆ เช่น ความหนาของขอบชิ้นงาน หรือระยะห่างระหว่างขาต่อ (pins) บนตัวเชื่อมต่อ (connectors) — ซึ่งเป็นงานที่เลนส์ทั่วไปไม่สามารถทำได้อย่างน่าเชื่อถือ

พื้นที่สนใจในโลกแห่งความเป็นจริง (ROI): เลนส์แบบเทเลเซนตริกช่วยลดงานปรับแต่งใหม่และความถี่ในการสอบเทียบอย่างไร

โซลูชันแบบเทเลเซนตริกช่วยลดต้นทุนการดำเนินงานได้อย่างมากในการทำงานที่ต้องการความแม่นยำสูง เนื่องจากสามารถขจัดข้อผิดพลาดจากมุมมอง (perspective errors) ตั้งแต่ต้นกระบวนการได้โดยตรง โรงงานที่วัดชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็กพบว่าจำนวนค่าที่วัดผิดซึ่งถูกทิ้งเป็นของเสียลดลงประมาณ 40 เปอร์เซ็นต์ และใช้เวลาในการปรับเทียบใหม่ลดลงราว 60 เปอร์เซ็นต์หลังเปลี่ยนมาใช้เลนส์แบบเทเลเซนตริก ทำไมจึงเป็นเช่นนั้น? เหตุผลก็คือ ออปติกพิเศษชนิดนี้ไม่ได้รับผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงของความลึก หรือการบิดเบือนบริเวณขอบที่มักเกิดขึ้นกับระบบวัดทั่วไป ซึ่งมักทำให้ผลการวัดคลาดเคลื่อนและจำเป็นต้องปรับเทียบซ้ำบ่อยครั้ง เมื่อนำเลนส์เหล่านี้มาใช้ร่วมกับอุปกรณ์ยึดจับคุณภาพสูง จะได้ระบบวัดที่มีความมั่นคงและแม่นยำอย่างต่อเนื่องตลอดหลายหมื่นรอบของการผลิต โดยไม่จำเป็นต้องมีผู้ปฏิบัติงานเข้ามาแทรกแซงเพื่อปรับแต่งหรือแก้ไข ซึ่งสิ่งนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่องานที่มีความละเอียดอ่อน เช่น การตรวจสอบว่าอุปกรณ์ทางการแพทย์สอดคล้องตามข้อกำหนดหรือไม่ หรือการจัดแนวชิปขนาดจิ๋วในวงจรเซมิคอนดักเตอร์

เลนส์ซูม: การปรับสมดุลระหว่างความยืดหยุ่นและประสิทธิภาพในการประยุกต์ใช้ระบบวิชั่นเครื่องจักรแบบไดนามิก

การออกแบบแบบพาร์โฟคัล (Parfocal) และการควบคุมด้วยมอเตอร์เพื่อปรับเปลี่ยนระยะการมองเห็น (Field-of-View) อย่างยืดหยุ่น

ในปัจจุบัน เลนส์ซูมสามารถปรับระยะการมองเห็นได้โดยยังคงรักษาความคมชัดของภาพทั้งหมดไว้ได้ ด้วยเทคโนโลยีที่เรียกว่า 'การคงความคมชัดแบบพาร์โฟคัล (parfocal stabilization)' ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งในสายการประกอบอัตโนมัติที่วัตถุเคลื่อนที่อย่างต่อเนื่องในระยะต่าง ๆ จากกล้อง ระบบควบคุมด้วยมอเตอร์ทำให้ผู้ปฏิบัติงานไม่จำเป็นต้องปรับค่าตั้งค่าซ้ำบ่อยครั้งเมื่อเปลี่ยนระดับกำลังขยาย ตามรายงานจากนิตยสาร Vision Systems Journal เมื่อปีที่แล้ว เทคโนโลยีนี้ช่วยลดเวลาการตรวจสอบลงประมาณ 15% ซึ่งเมื่อสะสมไปเรื่อย ๆ จะส่งผลอย่างมีนัยสำคัญต่อประสิทธิภาพโดยรวม ในการตรวจสอบผลิตภัณฑ์บนสายพานลำเลียงที่ทำงานอย่างต่อเนื่อง เลนส์เหล่านี้สามารถติดตามชิ้นส่วนขณะเคลื่อนผ่านหน้ากล้องได้แม้ตำแหน่งของชิ้นส่วนจะเปลี่ยนแปลงสัมพันธ์กับมุมมองของกล้อง สิ่งใดที่ทำให้เลนส์เหล่านี้ทำงานได้ยอดเยี่ยมเช่นนี้? คำตอบคือ ระบบที่ฝังอยู่ภายในซึ่งทำการตรวจสอบและปรับความคมชัดโดยอัตโนมัติอย่างต่อเนื่อง จึงลดการหยุดชะงักที่น่ารำคาญระหว่างการสแกนซึ่งมักทำให้สายการผลิตช้าลง

การแลกเปลี่ยนระหว่างความละเอียดกับความหลากหลาย: เมื่อฟังก์ชันซูมเพิ่มคุณค่าโดยไม่ลดทอนความแม่นยำ

แม้เลนส์แบบคงที่จะให้ค่า MTF สูงสุด แต่เลนส์ซูมรุ่นใหม่สามารถบรรลุความคมชัดที่เทียบเคียงได้ผ่านระบบป้องกันการสั่นไหวของภาพแบบออปติคัลขั้นสูง ปัจจัยสำคัญที่ควรพิจารณารวมถึง:

• เกณฑ์ความละเอียด : เลนส์ซูมในปัจจุบันสามารถให้ความละเอียดสม่ำเสมอเกิน 120 ไลน์ต่อมิลลิเมตร (lp/mm) ตลอดช่วงความยาวโฟกัส
• เศรษฐศาสตร์ของการดำเนินงาน : การลดจำนวนครั้งที่ต้องเปลี่ยนฮาร์ดแวร์ช่วยลดแรงงานที่ใช้ในการปรับคาลิเบรตลง 30%
• การลดข้อผิดพลาด : การตรวจสอบแบบหลายตำแหน่งช่วยหลีกเลี่ยงจุดบอดในการตรวจจับข้อบกพร่องบนแผงวงจร (PCB)

ผู้ผลิตชั้นนำรายงานว่ามีความแม่นยำในการตรวจสอบสูงถึง 99.2% เมื่อใช้เลนส์ซูมสำหรับงานที่ต้องการความยืดหยุ่น เช่น การตรวจสอบการบรรจุภัณฑ์แบบผสมผลิตภัณฑ์ ความหลากหลายนี้ช่วยหลีกเลี่ยงการลดทอนความละเอียดแบบดั้งเดิม ทำให้เลนส์ซูมเหมาะสมอย่างยิ่งสำหรับโรงงานที่มีสภาพแวดล้อมแบบไดนามิกและจัดการกับชุดการผลิตที่หลากหลาย

พร้อมที่จะเลือกประเภทเลนส์สำหรับระบบวิชั่นเครื่องจักรที่เหมาะสมหรือยัง?

ประเภทเลนส์ที่เหมาะสมขึ้นอยู่กับลำดับความสำคัญของคุณ: ความมั่นคง (เลนส์แบบคงที่), ความแม่นยำ (เลนส์เทเลเซนตริก) หรือความยืดหยุ่น (เลนส์ซูม) โดยการจับคู่ลักษณะของเลนส์ให้สอดคล้องกับความเร็ว ข้อกำหนดด้านการวัด และความหลากหลายของผลิตภัณฑ์ในงานของคุณ จะช่วยให้คุณได้ผลลัพธ์จากการตรวจสอบที่สม่ำเสมอ

สำหรับคำแนะนำที่ปรับแต่งเฉพาะสำหรับเลนส์แบบคงที่ เลนส์เทเลเซนตริก หรือเลนส์ซูม รวมถึงความเข้ากันได้กับระบบกล้องของคุณ โปรดร่วมมือกับผู้ให้บริการที่มีประสบการณ์อุตสาหกรรมที่พิสูจน์แล้ว ความเชี่ยวชาญของ HIFLY ที่มีมาเป็นเวลา 15 ปี ครอบคลุมเลนส์ทั้งสามประเภทนี้ รวมถึงโซลูชันการมองเห็นด้วยเครื่องจักรแบบบูรณาการ ซึ่งจะช่วยให้มั่นใจได้ว่าสอดคล้องกับความต้องการในการผลิตของคุณ ติดต่อเราได้ทันทีวันนี้เพื่อรับคำปรึกษาโดยไม่มีค่าใช้จ่าย เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการเลือกเลนส์ของคุณ