Nulla szögű látómező: Parallax hiba kiküszöbölése
A hagyományos objektívek szögletes látómezővel (AFOV) rendelkeznek, így az objektív és a tárgy közötti távolság növekedésével a nagyítás csökken. Így viselkedik az emberi látás, és így járul hozzá a mélységérzékelésünkhöz. Ez az AFOV azt eredményeziparallaxis, más néven perspektivikus hiba, amely csökkenti a pontosságot, mivel a látórendszer megfigyelt mérése megváltozik, ha a tárgyat elmozdítják (még akkor is, ha a mélységélességen belül marad [DOF]) a nagyítás változása miatt. A telecentrikus lencsék kiküszöbölik a hagyományos lencsékre jellemző parallaxis hibát, mivel állandó, nem szögletes FOV-val rendelkeznek; az objektívtől bármilyen távolságra a telecentrikus lencsék FOV-ja mindig ugyanaz lesz. Lát1.ábraa nem telecentrikus és a telecentrikus FOV közötti különbségre.
A telecentrikus lencsék állandó FOV-jának előnyei és korlátai egyaránt vannak az alkalmazások mérésére vonatkozóan. A telecentrikus lencse elsődleges előnye, hogy a nagyítása nem változik a mélységhez képest.2. ábrakét különböző objektumot mutat különböző munkatávolságon (WD), rögzített gyújtótávolságú (nem telecentrikus) lencsével (középen) és telecentrikus lencsével (jobbra) egyaránt. Vegye figyelembe, hogy a telecentrikus lencsével készült képen nem lehet megmondani, melyik tárgy van a másik előtt. A fix gyújtótávolságú objektívnél teljesen nyilvánvaló, hogy a kisebbnek tűnő tárgy távolabb van az objektívtől.
Míg2. ábradrasztikus a WD eltolás szempontjából, ez szemlélteti a parallaxis hiba minimalizálásának fontosságát. Sok automatizált vizsgálati feladat olyan képalkotási objektum, amely egy képalkotó rendszer FOV-ján keresztül mozog, és az alkatrészek helyzete ritkán ismételhető meg tökéletesen. Ha a WD nem azonos minden objektumnál, amelyet az objektív leképez, akkor az egyes objektumok mérése a nagyítás eltolódása miatt változik (a nagyításról és annak meghatározásáról bővebben a Felbontás című részben olvashat). Az a gépi látórendszer, amely a nagyítási kalibrálási hiba alapján (ami fix gyújtótávolságú objektív esetén elkerülhetetlen) különböző eredményeket ad ki, nem megbízható megoldás, és nem használható, ha nagy pontosságra van szükség. A telecentrikus lencsék kiküszöbölik a mérési hibák miatti aggodalmat, amelyek egyébként olyan tényezők miatt fordulnának elő, mint a vibráló szállítószalag vagy az alkatrészek pontatlan elhelyezkedése.
Telecentrikus lencsék és mélységélesség
Elterjedt tévhit, hogy a telecentrikus lencséknek eleve nagyobb a DOF-ja, mint a hagyományos lencséknek. Míg a DOF-ot végső soron továbbra is az objektív hullámhossza és f/# határozza meg, igaz, hogy a telecentrikus lencsék használható DOF-értéke nagyobb lehet, mint a hagyományos objektíveké, mivel a legjobb fókusz mindkét oldalán szimmetrikusan elmosódik. Amikor a vizsgált rész a lencse felé vagy onnan eltolódik, követni fogja a hozzá tartozó AFOV-t (vagy a fő sugarat). A nem telecentrikus lencsékben, amikor egy tárgyat be- és fókuszon kívül helyeznek, a rész aszimmetrikusan elmosódik a parallaxis és az AFOV-hoz kapcsolódó nagyítási változás miatt. A telecentrikus lencsék azonban szimmetrikusan elmosódnak, mivel a FOV-nak nincs szögösszetevője. A gyakorlatban ez azt jelenti, hogy az olyan elemek, mint az élek, megtartják tömegközéppontjukat; pontos mérés akkor is elvégezhető, ha a tárgy túl van a legjobb fókuszon, mindaddig, amíg a kontraszt elég magas marad ahhoz, hogy a gépi látórendszer által használt algoritmus megfelelően működjön.
Bár ellentmondásosnak tűnik, az elmosódás bizonyos esetekben előnyösen használható telecentrikus lencsékkel. Például, ha egy gépi látórendszernek meg kell találnia egy tű középső helyét, amint az az ábrán látható3a. ábra, a fehérről feketére való átmenet elég éles, ha az objektív fókuszban van. Ban ben3b. ábra, ugyanaz a tű kissé defókuszáltan látható.
A kép szürkeségi szintjének diagramját tekintve az alkatrész szélén átvett vonalprofilból, mint a képen4. ábra, a vonal meredeksége az enyhén defókuszált képnél sokkal sekélyebb, mivel a tű éle több képponton oszlik el. A telecentrikus lencse szimmetrikus elmosódása miatt ez az elmosódás továbbra is használható, mivel a centroid nem mozdult el, és a szükséges szubpixel-interpoláció mennyisége csökken. Ez csökkenti a szenzorzaj okozta szürkeszint-ingadozásokkal szembeni érzékenységet, és lehetővé teszi a tű középpontjának megbízhatóbb és nagyobb ismételhetőségű meghatározását.