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技術概念 · GLOSSARY

Telecentric Lens 遠心鏡頭 Telecentric Lens

精密量測必備的工業鏡頭。Telecentric Lens(遠心鏡頭)能消除透視變形(物件高低差不影響大小)、提供大景深、極高精度。半導體 wafer、IC 載板、精密零件量測場景的標準配備。

技術概念

遠心鏡頭消除透視變形、提供大景深,是半導體 wafer 精密量測必備鏡頭。

DEFINITION · 完整解釋

以下由 VSK 工程師整理。涵蓋定義、原理、應用情境、與 Cognex 機型對應關係,並附常見 Q&A。

Telecentric Lens 是什麼?

Telecentric Lens(遠心鏡頭)是一種特殊工業鏡頭,光路設計讓「主光線平行於光軸」進入感光元件。結果是:

  • 無透視變形 — 物件離鏡頭近 / 遠不影響大小
  • 大景深 — 一般鏡頭的 5-10 倍
  • 極高精度 — sub-pixel 量測穩定度高

代價:鏡頭體積龐大、視野受限、成本高(一般鏡頭 5-50 倍)。

一般鏡頭 vs 遠心鏡頭

關鍵差異:

比較一般鏡頭Telecentric
透視變形有(近大遠小)
景深小(mm 級)大(cm 級)
量測精度±0.05 mm 起±0.005 mm 起
視野尺寸任意受限(鏡頭尺寸)
體積
成本高(5-50 倍)

為何 Telecentric 量測精度更高?

透視變形是精度殺手

  • 一般鏡頭:物件離鏡頭 1mm 遠近 → 影像尺寸變化 0.1-1%
  • Telecentric:物件離鏡頭 1mm 遠近 → 影像尺寸變化 < 0.01%

範例:量測 10mm 工件

  • 一般鏡頭:±0.05mm 精度(受透視變形限制)
  • Telecentric:±0.005mm 精度(無透視變形)

精度提升 10 倍,是精密量測必選。

Telecentric 的 5 大應用場景

1. 半導體 Wafer 量測

  • Wafer 上電路寬度量測(μm 級精度)
  • Wafer 缺陷檢測

2. IC 載板 / SMT 元件量測

  • IC 腳距、元件位置量測
  • 焊點高度 / 體積量測(搭配 3D)

3. 精密零件量測

  • CNC 加工件尺寸量測
  • 螺絲 / 軸承 / 齒輪精密尺寸

4. 模具 / 治具量測

  • 模具凹凸尺寸量測
  • 治具加工精度檢驗

5. 玻璃 / 透明物件量測

  • 透明物件邊緣易受透視變形干擾
  • Telecentric + 背光最佳

Telecentric 何時不該用?

不該用 Telecentric 的場景:

  • 工件超過鏡頭尺寸 — Telecentric 視野受限於鏡頭物理尺寸
  • 預算極限 — 成本 5-50 倍
  • 空間受限 — 鏡頭體積龐大
  • 檢測精度不高 — 一般鏡頭 ±0.05mm 就夠用

多數應用(85%)用一般鏡頭即可。只有精密量測場景 才用 Telecentric。

Cognex 哪些機型搭配 Telecentric?

Cognex 工業相機都可搭配 Telecentric 鏡頭(C-Mount 接口):

  • In-Sight 9912(12MP 高解析)+ Telecentric → 精密量測首選
  • In-Sight 9912 + Telecentric → 中高精度量測
  • VisionPro 軟體 + 工業相機 + Telecentric → 客製化量測系統

VSK 提供 Cognex 機型 + Telecentric 鏡頭整合套裝方案。

工程師常見問題

Q1:Telecentric 鏡頭為何那麼貴?

A:光路設計需要前端「物方遠心」結構(鏡頭口徑 ≥ 視野尺寸)。視野 50mm 鏡頭口徑就要 50mm 以上,玻璃成本與精度需求極高。

Q2:Telecentric 視野多大才能挑選?

A:常見 6-100mm 視野。視野 > 100mm 的 Telecentric 罕見且極貴,會建議改用一般鏡頭 + 多次拍攝拼接。

Q3:能用 Telecentric 拍移動物件嗎?

A可以。Telecentric 大景深特性反而適合輸送帶上的物件(位置變動不影響量測精度)。

Q4:Telecentric 鏡頭怎麼跟 Cognex 機型搭配?

A:Cognex 工業相機都用標準 C-Mount,可接 Edmund Optics、Schneider、Computar 等廠 Telecentric 鏡頭。VSK 提供完整選型表。

想用 Telecentric 解決精度問題?

VSK 提供完整選型服務:

  1. Telecentric 必要性評估 — 您的精度需求真的需要 Telecentric 嗎?
  2. 鏡頭品牌選型 — Edmund / Schneider / Computar 等廠對比
  3. Cognex 機型搭配 — 完整套裝報價
  4. 燈光配套 — Telecentric 通常配同軸光或背光

請告訴 VSK 工件尺寸 + 量測精度需求,VSK 評估後會盡快與您聯繫。

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