COOLENS DTCM120 Serie Bi-Telecentrische Machine Vision-lenzen voor 1/2" sensoren

De COOLENS DTCM120-serie bestaat uit bi-telecentrische machine vision-objectieven voor industriële camera's met sensoren tot 1/2" en een maximale sensordiagonaal van 8,0 mm. De objectieven zijn ontwikkeld voor nauwkeurige optische metingen en inspectietoepassingen waarbij een constante vergroting, hoge optische resolutie en lage beeldvervorming belangrijk zijn. Door het bi-telecentrische optische ontwerp worden perspectieffouten beperkt en blijft de afbeeldingsgrootte vrijwel constant bij kleine veranderingen in de objectafstand.

De DTCM120-objectieven combineren een hoge optische resolutie met een gespecificeerde optische vervorming van minder dan 0,1% en een telecentriciteit van minder dan 0,1°. Hierdoor zijn de objectieven geschikt voor dimensionale inspecties, randdetectie, positiemetingen en kwaliteitscontrole van mechanische en elektronische onderdelen. Het telecentrische ontwerp is vooral belangrijk bij toepassingen waarbij hoogteverschillen of variaties in de productpositie anders tot meetafwijkingen kunnen leiden.

De serie bestaat uit 20 objectieven met een objectzijdige FOV-diagonaal van 26 tot 300 mm en optische vergrotingen van 0,308x tot 0,027x. De werkafstand varieert van 73 tot 465 mm, afhankelijk van het geselecteerde model. Alle uitvoeringen beschikken over een standaard C-mount camera-aansluiting en een instelbare back focal length. Dankzij de verschillende gezichtsvelden is de serie geschikt voor zowel kleine precisieonderdelen als grotere industriële producten.

Bi-telecentrisch optisch ontwerp voor nauwkeurige metingen

Bij conventionele machine vision-objectieven verandert de afbeeldingsgrootte van een product wanneer de afstand tussen het object en de camera verandert. Dit perspectiefeffect kan meetafwijkingen veroorzaken wanneer onderdelen niet exact op dezelfde hoogte of positie worden aangeboden. Bij de COOLENS DTCM120-serie is de optiek zowel aan de objectzijde als aan de beeldzijde telecentrisch. Hierdoor blijft de optische vergroting binnen het telecentrische bereik vrijwel constant en worden perspectiefgerelateerde meetfouten sterk beperkt.

De objectzijdige telecentriciteit is belangrijk voor dimensionale metingen aan producten met hoogteverschillen of variaties in de werkafstand. De beeldzijdige telecentriciteit zorgt ervoor dat de lichtstralen vrijwel loodrecht op de camerasensor invallen, wat bijdraagt aan een stabiele afbeeldingsschaal. Met een gespecificeerde telecentriciteit van minder dan 0,1° zijn de objectieven geschikt voor nauwkeurige maatcontrole, diameter- en breedtemetingen, randpositionering en inspecties waarbij een constante afbeeldingsschaal vereist is. De bruikbare meetdiepte blijft daarbij afhankelijk van de scherptediepte en de vereiste meetnauwkeurigheid.

Hoge optische resolutie en lage vervorming

De COOLENS DTCM120-serie is ontwikkeld voor industriële camera's waarbij fijne productdetails en randen met een hoog contrast moeten worden vastgelegd. Afhankelijk van het model bedraagt de gespecificeerde MTF30 meer dan 175 tot meer dan 220 lp/mm aan de beeldzijde. Deze waarde geeft de ruimtelijke frequentie aan waarbij het objectief nog 30% contrast overdraagt. De optische resolutie verschilt per uitvoering en moet worden afgestemd op de pixelgrootte en resolutie van de gebruikte camera. Vooral bij camera's met kleine pixels is het belangrijk om te controleren of de optiek voldoende contrast levert voor de vereiste meting of inspectie.

Naast de optische resolutie is ook de geometrische vervorming van belang. Alle DTCM120-modellen hebben volgens de catalogus een gespecificeerde optische vervorming van minder dan 0,1%. Hierdoor blijven rechte lijnen en geometrische vormen beter behouden dan bij veel conventionele objectieven. Dit is belangrijk bij toepassingen waarbij pixelposities worden omgerekend naar werkelijke afmetingen. Voor meettoepassingen met hoge nauwkeurigheidseisen blijft een kalibratie van het complete camerasysteem noodzakelijk om resterende optische en mechanische afwijkingen te corrigeren.

Selectie op basis van gezichtsveld en optische vergroting

De keuze van een DTCM120-objectief wordt bepaald door het gewenste gezichtsveld, het formaat van de camerasensor en de vereiste pixelresolutie op het product. De serie biedt 20 verschillende uitvoeringen met een objectzijdige FOV-diagonaal van 26 tot 300 mm. Deze waarde geeft de diagonaal van het objectveld aan en is niet gelijk aan de breedte of hoogte van het opgenomen beeld. Bij een 1/2" sensor met een actief oppervlak van 6,4 × 4,8 mm biedt de DTCM120-26-AL bijvoorbeeld een gezichtsveld van ongeveer 20,8 × 15,6 mm, terwijl de DTCM120-300-AL een gezichtsveld van ongeveer 237 × 178 mm biedt.

De optische vergroting varieert van 0,308x bij de DTCM120-26-AL tot 0,027x bij de DTCM120-300-AL. Een hogere vergroting resulteert bij dezelfde sensor in een kleiner gezichtsveld en een fijnere objectzijdige pixelresolutie. Bij een lagere vergroting kan een groter product worden opgenomen, maar neemt de hoeveelheid objectdetail per pixel af. De vereiste meetnauwkeurigheid, minimale defectgrootte en beschikbare cameraresolutie zijn daarom bepalend voor de uiteindelijke lenskeuze. Wanneer een grotere sensor nodig is, kunnen de COOLENS DTCM118-, DTCM230- of andere DTCM-series een betere keuze zijn.

Werkafstand en scherptediepte

De werkafstand van de COOLENS DTCM120-serie varieert van 73 mm bij de DTCM120-26-AL tot 465 mm bij de DTCM120-300-AL. De werkafstand is de afstand tussen de voorzijde van het objectief en het objectvlak waarvoor de optiek is ontworpen. Deze afstand moet bij de selectie worden afgestemd op de beschikbare montageruimte en de afmetingen en positie van het product. De werkafstand neemt niet bij iedere uitvoering evenredig toe met het gezichtsveld. Daarom moet voor ieder model de specifieke werkafstand worden gecontroleerd.

Het telecentrische ontwerp biedt voordelen bij de inspectie van producten met hoogteverschillen, maar de bruikbare scherptediepte blijft afhankelijk van de optische vergroting, het diafragma en de vereiste beeldscherpte. De catalogus vermeldt F4.2 als optimale diafragmawaarde voor alle DTCM120-modellen en geeft berekende scherptedieptewaarden bij F11 van ±4,6 mm tot ±603 mm. Deze waarden gelden voor verschillende optische instellingen en betekenen niet dat de maximale optische resolutie over de volledige scherptediepte beschikbaar is. Vooral bij nauwkeurige meettoepassingen moet de bruikbare scherptediepte worden bepaald op basis van de vereiste randdefinitie en meetnauwkeurigheid. Omdat de diafragmaopening bij deze objectieven niet zonder meer na levering verstelbaar is, moet de gewenste configuratie vooraf worden afgestemd.

Industrieel ontwerp en montage

Alle COOLENS DTCM120-objectieven beschikken over een standaard C-mount camera-aansluiting. De mechanische afmetingen en het gewicht verschillen sterk tussen de uitvoeringen. Het kleinste model, de DTCM120-26-AL, heeft een lengte van 107,2 mm en weegt ongeveer 0,3 kg. Het grootste model, de DTCM120-300-AL, heeft een lengte van 622,2 mm en een gewicht van ongeveer 46,5 kg. Vooral bij de grotere objectieven is een stabiele mechanische bevestiging noodzakelijk om doorbuiging, trillingen en veranderingen in de optische uitlijning te voorkomen.

Alle uitvoeringen zijn voorzien van een instelbare back focal length, herkenbaar aan de aanduiding AL in het modelnummer. Hiermee kan de beeldzijdige afstand nauwkeurig worden afgestemd op de optische configuratie en de camerasensor. Bij de selectie moet naast de werkafstand ook rekening worden gehouden met de totale objectiefafmetingen, het gewicht en de beschikbare bevestigingsmogelijkheden. Dit is vooral belangrijk bij grotere telecentrische objectieven die in geautomatiseerde meet- en inspectiesystemen worden geïntegreerd.

Belangrijkste kenmerken

• Bi-telecentrische machine vision-objectieven voor nauwkeurige industriële meet- en inspectietoepassingen

• Ontworpen voor industriële camera's met sensoren tot 1/2" en een maximale sensordiagonaal van 8,0 mm

• Geschikt voor industriële CCD- en CMOS-camera's

• Telecentrisch optisch ontwerp aan zowel de objectzijde als de beeldzijde

• Optische vervorming van minder dan 0,1%

• Telecentriciteit van minder dan 0,1°

• MTF30-waarden van meer dan 175 tot meer dan 220 lp/mm, afhankelijk van het model

• Vrijwel constante optische vergroting binnen het telecentrische bereik

• Keuze uit 20 verschillende objectieven

• Objectzijdige FOV-diagonalen van 26 tot 300 mm

• Optische vergrotingen van 0,308x tot 0,027x

• Werkafstanden van 73 tot 465 mm, afhankelijk van het model

• Optimale diafragmawaarde F4.2 volgens de catalogus

• Berekende scherptedieptewaarden van ±4,6 tot ±603 mm bij F11

• Alle uitvoeringen met instelbare back focal length (AL)

• Geschikt voor dimensionale inspectie, diameter- en breedtemetingen, randdetectie en productpositionering

• Industriële behuizing met modelafhankelijke lengtes van 107,2 tot 622,2 mm

• Modelafhankelijk gewicht van ongeveer 0,3 tot 46,5 kg

• Standaard C-mount camera-aansluiting