レンズは選んだのに、装置に取り付けられない？90°プリズムでイメージングスペースの制限を解決

通常のマシンビジョンシステムでは、カメラ、レンズ、被測定物は通常同じ光軸に沿って配置されます。

例えば、垂直方向に下向きに検査するアプリケーションでは、レンズは被測定物の真上に取り付ける必要があります。レンズのワーキングディスタンスが200 mmの場合、レンズの長さ、カメラのサイズ、取り付け構造を加えると、全体のビジョンモジュールは大きな垂直スペースを占める可能性があります。

実験室環境では、これは通常問題になりません。しかし、実際の装置では、状況は全く異なる場合があります。

装置の上部にはすでにロボットアーム、モーションモジュール、シリンダー、その他の機構が配置されている可能性があり、ビジョンシステムに残されたスペースは非常に限られています。この時、たとえレンズ自体の視野、解像度、イメージング効果がプロジェクトの要件を満たしていても、「装着できない」ために再選定を余儀なくされることがあります。

一般的な解決策の一つは、レンズと被測定物の間に90°プリズムを追加することです。

プリズムの主な役割は、レンズ自体のワーキングディスタンスパラメータを変更することではなく、光路の伝播方向を変えることです。元々垂直に配置する必要があった光路の一部を、プリズムを使って90°折り曲げ、横方向に伝播させることができます。

これにより、カメラとレンズは元の取り付け姿勢を維持しつつ、被測定物を側面に配置することができ、元々垂直方向に集中していたスペースの要求を水平方向に移すことができます。

高さのスペースが不足しているが、側面にはまだ取り付けスペースがある装置にとって、この方法はビジョンシステムの配置の柔軟性を大幅に向上させることができます。

もちろん、プリズムを追加することは、直接取り付けて使用できることを意味するわけではありません。実際のアプリケーションでは、プリズムの有効通光口径がレンズの光束をカバーできるか、遮光やビネットが発生するか、プリズムの取り付け角度と機械的安定性に注意を払う必要があります。

したがって、正式に装置構造を設計する前に、実際に構築してテストを行い、プリズムを追加した後の視野範囲、イメージング品質、取り付けスペースを確認することが最善です。

マシンビジョンの選定は、「パラメータが正しい」レンズを見つけるだけではありません。実際に実現可能なビジョンソリューションは、光学性能と機械構造のマッチングを同時に考慮する必要があります。

時には、問題を解決する方法は新しいレンズを選ぶことではなく、光路の方向を変えることだけかもしれません。