Objetivos telecéntricos (lentes, ópticas); Opto Engineering, VST

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Las lentes u objetivos convencionales posen campos de visión angular. En ellas el aumento (magnificación) es distinto en función de la distancia a la lente. Estas lentes pueden ser:
- entocéntricas: los objetos más distantes tienen menor aumento. Son las más habituales, diría que las únicas que se usan en visión artificial y las que obtendremos sin necesidad de apellidar la lente a comprar. Responden a nuestra visión natural del mundo, donde los objetos más cercanos nos parecen más grandes.
- pericéntricas: lo contrario de las entocéntricas: a mayor distancia a la lente, mayor aumento.

Una óptica estándar (entocéntrica), al igual que nuestro ojo, percibirá por ejemplo que la anchura de un pasillo es de, digamos 2m a nuestro lado, pero mucho más estrecha al final. Esto es la magnificación variable.
Si hubiéramos de realizar medidas de precisión y repetibilidad en objetos con distancias al sistema de imagen (a su lente) muy distintas, las mediciones variarían considerablemente de los puntos más cercanos a los más lejanos. Siempre hablamos de “posiciones muy distintas con respecto a la lente” de forma relativa al detalle que se quiera conseguir, al mínimo defecto caracterizable. Por ejemplo 1 cm (10 mm, 10.000 micras) es una distancia muy grande si detalle a percibir es de decenas de micras (unas 1.000 veces mayor).

Para este tipo de aplicaciones de metrología y visión artificial de alta precisión y repetibilidad, los objetivos telecéntricos son la mejor solución.

Una lente telecéntrica es realmente un sistema óptico compuesto en que la pupila de entrada, la de salida o ambas (lente bitelecéntrica) están enfocadas en el infinito, las hay por ello de 3 tipos:

1) lentes telecéntricas en el espacio objeto
- la pupila de entrada (lado del sistema que apunta al objeto a fotografiar, a medir) está enfocada en el infinito
- los objetos se ven con la misma magnificación
- presentan “distancia de trabajo”, a la que los objetos están enfocados. A otras distancias los objetos estarán desenfocados, borrosos, pero mantendrán el mismo tamaño
- suelen ser voluminosas: el tamaño del primer elemento óptico debe ser al menos tan grande como el objeto, normalmente bastante más que la montura de la cámara
- se caracterizan por su magnificación, distancia de trabajo y máximo círculo de imagen
- en ocasiones pueden llevar un anillo de enfoque para ajustar ligeramente el plano focal, perdiendo así un poco de telecentricidad (este palabro no existe, creo; si d. Fernando Lázaro Carreter me escuchara…)
- por mantener constante la ampliación y ángulo de visión a lo largo del campo de visión son ampliamente usadas en aplicaciones de metrología y visión artificial
- para optimizar el efecto telecéntrico cuando los objetos están iluminados por detrás, se puede usar un una lente telecéntrica de espacio imagen como iluminador telecéntrico (colimado)

2) lentes telecéntricas en el espacio imagen
- la pupila de salida está enfocada al infinito (lado de formación de imagen)
- produce imágenes del mismo tamaño independientemente de la distancia entre la lente y el sensor de imagen
- la lente se puede enfocar a distintas distancias, siempre sin cambiar el tamaño de la imagen
- los rayos de luz a salida son paralelos respecto al eje óptico. Por ello son lentes idóneas para aplicaciones sensibles al ángulo de incidencia
- es el mismo objetivo que el anterior, pero inverso

3) lentes bitelecéntricas
- tanto la pupila de salida como la de entrada están enfocadas en el infinito
- la magnificación es constante al margen de variaciones tanto de la distancia del objeto a la lente como del sensor a la lente, lo que las hace más precisas que las lentes monotelecéntricas
- son afocales, pues la imagen de un objeto en el infinito formada por la primera parte de la lente (entrada) se colima con la segunda (salida)
- se suelen optimizar para muy baja distorsión de imagen y curvatura de campo, para medidas precisas en todo el campo de visión y a gran resolución

Por su construcción, las lentes telecéntricas suelen presentar mayor profundidad de campo y menor distorsión.

Las ópticas telecéntricas permitirán una alta precisión y repetibilidad en la medida. Son por ello una herramienta clave en metrología y visión artificial.

En Iberoptics trabajamos con los mejores fabricantes de lentes telecéntricas, como Opto Engineering o VST. Escríbanos por favor con su consulta.

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