Кіріспе
Телецентрлік линза – кіру немесе шығу жарық тесігі, немесе екеуі де шексіздікте орналасқан арнайы оптикалық линза (көбінесе объектив немесе камера линзасы). Телецентрлік линза жасаған бейнелердің мөлшері, бейнеленген нысан мен линза арасындағы қашықтыққа, немесе бейне жазықтығы мен линза арасындағы қашықтыққа, немесе екеуіне де тәуелді емес, және мұндай оптикалық қасиет телецентрлік деп аталады. Телецентрлік линзалар дәл оптикалық екі өлшемді өлшеулер, көшіру (мысалы, фотолитография) және бейне ұлғайтуға немесе жарық түсу бұрышына сезімтал басқа да қолданулар үшін қолданылады. Линзаны телецентрлік етудің ең оңай жолы – диафрагманы линзаның фокус нүктесінің біріне орналастыру. Бұл линзаның екінші жағындағы оптикалық оське параллель болатын, негізгі сәулелерді (диафрагма ортасынан өтетін жарық сәулелері) қоса алғанда, көздің кез келген нүктесі үшін оптикалық жүйеден өтуге рұқсат береді. Саудада қол жетімді телецентрлік линзалар көбінесе оптикалық өнімділікті жақсарту үшін бірнеше линза элементтерін қамтитын күрделі линзалар болып табылады. Телецентрлік – бұл күрделі линзаның ішіндегі линзалардың қасиеті емес, ол линзадағы диафрагманың орналасуымен анықталады. Диафрагма линза арқылы өтетін сәулелерді таңдайды және осы нақты таңдау линзаны телецентрлік етеді. Егер линза телецентрлік болмаса, ол энтоцентрлік немесе гиперцентрлік болады. Көбінесе қолданылатын линзалар энтоцентрлік болып келеді. Атап айтқанда, жеке диафрагмасы жоқ бір линза энтоцентрлік болып табылады. Мұндай линзада оптикалық осьтен кез келген нүктеден шығатын негізгі сәуле линзаның алдында да, артында да оптикалық оське параллель болмайды. Телецентрлік емес линза нысандардың линзаға қатысты әртүрлі қашықтықта орналасқан жағдайда әртүрлі ұлғайтуды көрсетеді. Энтоцентрлік линзада алысқа орналасқан нысандар үшін кішірек ұлғайту болады; бірдей өлшемдегі нысандар алысқа қарай кішірейе түседі. Гиперцентрлік линза нысан алысқа қарай жылған сайын үлкен бейнелерді жасайды. Телецентрлік линза нысан кеңістігінде телецентрлік, бейне кеңістігінде телецентрлік немесе екі жақты телецентрлік (сондай-ақ қос телецентрлік) болуы мүмкін. Нысан кеңістігіндегі телецентрлік линзада бейне мөлшері нысан қашықтығына байланысты өзгермейді, ал бейне кеңістігіндегі телецентрлік линзада бейне мөлшері линзадан бейне жағына қатысты қашықтыққа байланысты өзгермейді.
A telecentric lens is a special optical lens (often an objective lens or a camera lens) that has its entrance or exit pupil, or both, at infinity. The size of images produced by a telecentric lens is insensitive to either the distance between an object being imaged and the lens, or the distance between the image plane and the lens, or both, and such an optical property is called telecentricity. Telecentric lenses are used for precision optical two dimensional measurements, reproduction (e. g., photolithography), and other applications that are sensitive to the image magnification or the angle of incidence of light. The simplest way to make a lens telecentric is to put the aperture stop at one of the lens's focal points. This allows only rays including the chief rays (light rays that pass through the center of the aperture stop), that will be about parallel to the optical axis on the other side of the lens, to pass the optical system for any object point in the field of view. Commercially available telecentric lenses are often compound lenses that include multiple lens elements, for improved optical performance. Telecentricity is not a property of the lenses inside the compound lens but is established by the location of the aperture stop in the lens. The aperture stop selects the rays that are passed through the lens and this specific selection is what makes a lens telecentric. If a lens is not telecentric, it is either entocentric or hypercentric. Common lenses are usually entocentric. In particular, a single lens without a separate aperture stop is entocentric. For such a lens the chief ray originating at any point off of the optical axis is never parallel to the optical axis, neither in front of nor behind the lens. A non telecentric lens exhibits varying magnification for objects at different distances from the lens. An entocentric lens has a smaller magnification for objects farther away; objects of the same size appear smaller the farther they are away. A hypercentric lens produces larger images the farther the object is away. A telecentric lens can be object space telecentric, image space telecentric, or bi telecentric (also double telecentric). In an object space telecentric lens the image size does not change with the object distance, and in an image space telecentric lens the image size does not change with the image side distance from the lens.
Объект-ғарыштық телецентрикалық линзалар
Объект кеңістігі телецентрикалық линзаның кіреберіс тілігі (линзаның диафрагма тоқтағышының бейнесі, оның алдындағы оптикамен қалыптасады) шексіздікте орналасқан және энтоцентрикалық линзадағы перспективалық проекцияның орнына орфографиялық проекцияны қамтамасыз етеді. Объект кеңістігіндегі телецентрикалық линзалардың жұмыс арақашықтығы болады. Осы арақашықтықтағы объектілер камерадағы фланецтік фокус арақашықтығындағы бейне сенсорына анық түсіріледі. Жақын немесе алыс орналасқан объектінің фокусы бұрылады және бұл жағдайда бұлдыр болуы мүмкін, бірақ қашықтығына қарамастан көлемі өзгермейді. Телецентрикалық линзалар ұқсас фокус арақашықтығы және f саны бар стандартты линзаларға қарағанда үлкен, ауыр және қымбат болады. Бұл ішінара телецентриктікке қол жеткізу үшін қажетті қосымша компоненттерге байланысты, ал ішінара объект кеңістігіндегі телецентрикалық линзаның алғашқы элементе кем дегенде суретке түсірілетін ең үлкен объект сияқты үлкен болуы керек. Объект кеңістігіндегі телецентрикалық линзаның алдыңғы элементе көбінесе камера бекіткішінен әлдеқайда үлкен болады. Энтоцентрикалық линзалардан айырмашылығы, онда линзалар жарық жинауды арттыру немесе тереңдік тереңдігін азайту үшін диафрагманы ұлғайту үшін үлкендетіледі, үлкен диаметрлі (бірақ басқа жағынан ұқсас) объект кеңістігіндегі телецентрикалық линза кіші линзадан жылдам емес. Телецентрикалық линзалар арналған қолданыс салаларына байланысты, олар әдеттегі фотоға түсіру линзаларына қарағанда жоғары ажыратымдылыққа ие және көбірек жарық өткізеді. Коммерциялық объект кеңістігі телецентрикалық линзалар көбінесе олардың ұлғаюымен, жұмыс арақашықтығымен және максималды бейне шеңберімен немесе бейне сенсорының өлшемімен сипатталады. Нағыз телецентрикалық линзада фокус жазықтығының орнын реттеу үшін фокус сақинасы болмайды. Дегенмен, кейбір коммерциялық телецентрикалық линзалар фокус сақинасымен жабдықталған. Оны жұмыс арақашықтығы мен ұлғаюды сәл түзету үшін пайдалануға болады, бірақ бұл жағдайда телецентриктік қасиетінің сәл жоғалтылуына әкеледі. Кейде өндірушілер линзаның оптикалық сапасын және оның аберрацияларына байланысты қол жеткізе алатын ең жоғары оптикалық ажыратымдылықты сипаттау үшін сенсордың ажыратымдылығын немесе пиксель өлшемін көрсетеді. Олардың суреттерінің тұрақты ұлғаюы мен көру бұрышының тұрақтылығына байланысты, объект кеңістігіндегі телецентрикалық линзалар метрологияда қолданылады, онда машиналық көру жүйесі нысандардың нақты өлшемі мен пішінін көру өрісіндегі олардың нақты қашықтығы мен орнына қарамастан анықтауы керек. Объектілер артқы жағынан жарықтандырылған кезде телецентрикалық эффектті оңтайландыру үшін қосымша бейне кеңістігі телецентрикалық линзасын телецентрикалық (немесе параллель) жарықтандырғыш ретінде пайдалануға болады, ол көбінесе LED көздерінен параллель жарық ағынын тудырады.
Суретке арналған телецентрлі линзалар
Сурет кеңістігі телецентрлі линзасының шығу саңылауы (оптика арқылы қалыптасқан диафрагма тоқтау бейнесі) шексіздікте орналасқан және линза мен пленка немесе бейне сенсор арасындағы қашықтыққа қарамастан, бірдей өлшемдегі бейнелерді тудырады. Бұл линзаға нысаннан немесе үлгіден әртүрлі қашықтықтарға жарық шоғырлауға, бейне өлшемін өзгертусіз мүмкіндік береді. Сурет кеңістігіндегі телецентрлі линза – нысан кеңістігіндегі телецентрлі линзаның кері нұсқасы, және керісінше. Бейне кеңістігі телецентрлі линзасынан кейін, бас сәулелер (диафрагма тоқтауының ортасынан өтетін жарық сәулелері) әрқашан оптикалық оське параллель болады, сондықтан бұл линзалар жарықтың түсу бұрышына сезімтал қолдануларда жиі қолданылады. Интерференциялық түсті таңдаулы сәуле бөлушілер немесе сүзгілер, сондай-ақ Фабри-Перо интерферометрлері – сурет кеңістігі телецентриктігі қолданылатын екі мысал. Тағы бір мысал – бейне сенсорларындағы пиксельдер арасындағы қиылысуды азайту және сенсордың кванттық тиімділігін арттыру. "Төрттен үш" жүйесі бастапқыда сурет кеңістігі телецентрлі линзаларын қажет еткен, бірақ сенсорлардың жетілдірілуімен түсу бұрышының талаптары жеңілдетілді. Әрбір пиксел сурет кеңістігі телецентрлі линзасымен бірдей бұрышта жарықтандырылатындықтан, олар радиометриялық және түсті өлшеулерге де қолданылады, онда сәулеленудің өріс позициясына қарамастан бірдей болуы қажет.
Би-телецентрикалық линзалар
Бителецентрикалық (немесе қос телецентрикалық) линзада кіретін және шығатын оқушылар екеуі де шексіздікте орналасқан. Объектіні бақылау кезіндегі және кескін сенсорының линзаға дейінгі қашықтығының өзгеруіне қарамастан ұлғайту тұрақты болады, бұл монотелецентрикалық линзаға қарағанда нысанның өлшемдерін дәлірек өлшеуге мүмкіндік береді (яғни өлшемдер нысан мен кескін сенсорының орналасу қатесіне тәуелсіз). Бителецентрикалық линза афокалды болып табылады (фокусы жоқ жүйе), себебі линзаның бірінші бөлігінде қалыптасқан шексіздіктегі нысанның бейнесі екінші бөлігімен сәулелендіріледі. Коммерциялық бителецентрикалық линзалар көбінесе өте төмен бейне бұрмалануы мен өріс қисықтығына оңтайландырылады, бұл жоғары ажыратымдылықтағы барлық көру өрісінде дәл өлшемдерді жүргізуге мүмкіндік береді. Мұндай линзалар көбінесе 10-нан астам элементтен тұрады. Жарымөткізгіш құрылғыларын жаппай өндіру үшін жартылай өткізгіш пластиналарға электрлік схеманың үлгісін көшіруге (басып шығаруға немесе жасауға) қолданылатын, көптеген оптикалық элементтері бар үлкен және ауыр бителецентрикалық линзалар оптикалық литографияда кеңінен қолданылады, өйткені кескіннің аз ғана бұрмалануы мен орналасу қатесі өндірілген құрылғылардың жұмыс істеуі үшін маңызды болуы мүмкін.