COOLENS DTCM125 Serie Bi-Telecentrische Machine Vision-lenzen voor 1/2.5" sensoren

De COOLENS DTCM125-serie bestaat uit bi-telecentrische machine vision-objectieven voor industriële camera's met sensoren tot 1/2.5" en een maximale sensordiagonaal van 7,2 mm. De objectieven zijn ontworpen voor nauwkeurige optische metingen en inspectietoepassingen waarbij een lage beeldvervorming, hoge optische resolutie en constante vergroting belangrijk zijn. Door het bi-telecentrische ontwerp worden perspectieffouten beperkt en blijven afmetingen in het beeld vrijwel onafhankelijk van kleine veranderingen in de objectafstand.

De DTCM125-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 lenzen geschikt voor dimensionale inspecties, randdetectie, positiemetingen en kwaliteitscontrole van mechanische en elektronische onderdelen. Het telecentrische ontwerp is vooral belangrijk bij toepassingen waarbij hoogteverschillen of kleine variaties in de positie van het product 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 0,277x tot 0,024x. De werkafstand varieert van 73 tot 465 mm, afhankelijk van het geselecteerde model. Alle uitvoeringen zijn geschikt voor industriële C-mount camera's. De brede keuze aan gezichtsvelden maakt de serie toepasbaar 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 DTCM125-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, waardoor het systeem minder gevoelig is voor kleine veranderingen in de afstand tussen de lens en de sensor. 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.

Hoge optische resolutie en lage vervorming

De COOLENS DTCM125-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 190 tot meer dan 210 lp/mm aan de beeldzijde. Deze waarde beschrijft de ruimtelijke frequentie waarbij de optiek nog 30% contrast overdraagt. De fabrikant positioneert de serie voor camera's tot 5 megapixel met pixelgroottes vanaf ongeveer 2,2 µm. Bij de selectie moet worden gecontroleerd of de optische resolutie voldoende is voor de gebruikte sensor en de vereiste meetnauwkeurigheid.

Naast de optische resolutie is ook de geometrische vervorming van belang. Alle DTCM125-modellen hebben volgens de catalogus een gespecificeerde maximale 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 beeldmetingen waarbij pixelposities worden omgerekend naar werkelijke afmetingen. Voor toepassingen 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 DTCM125-objectief wordt bepaald door het gewenste gezichtsveld, het formaat van de camerasensor en de vereiste pixelresolutie op het product. De serie biedt 20 verschillende gezichtsvelden 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 1/2.5" sensor met een actief oppervlak van 5,7 × 4,28 mm biedt de DTCM125-26 bijvoorbeeld een gezichtsveld van ongeveer 20,6 × 15,5 mm, terwijl de DTCM125-300-AL een gezichtsveld van ongeveer 237,5 × 178,3 mm biedt.

De optische vergroting varieert van 0,277x bij de DTCM125-26 tot 0,024x bij de DTCM125-300-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 DTCM120-, DTCM118- of andere DTCM-series een betere keuze zijn.

Werkafstand en scherptediepte

De werkafstand van de COOLENS DTCM125-serie varieert van 73 mm bij de DTCM125-26 tot 465 mm bij de DTCM125-300-AL. De werkafstand is de afstand tussen de voorzijde van het objectief en het objectvlak waarop de optiek is ontworpen. Deze afstand moet bij de selectie worden afgestemd op de beschikbare montageruimte, de productafmetingen en de positie van eventuele verlichting. De werkafstand neemt niet bij iedere uitvoering evenredig toe met het gezichtsveld. Daarom moet voor elk model de specifieke werkafstand worden gecontroleerd.

Het telecentrische ontwerp biedt mogelijkheden voor 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 en berekende scherptedieptewaarden bij F11. Deze waarden beschrijven verschillende optische instellingen en kunnen niet gelijktijdig als maximale resolutie en maximale scherptediepte worden beschouwd. Omdat het diafragma bij deze objectieven niet zonder meer achteraf verstelbaar is, moet de benodigde combinatie van resolutie en scherptediepte vooraf worden bepaald en met de leverancier worden afgestemd.

Industrieel ontwerp en montage

Alle COOLENS DTCM125-objectieven beschikken over een standaard C-mount camera-aansluiting. De mechanische afmetingen en het gewicht verschillen sterk tussen de uitvoeringen. Het kleinste model, de DTCM125-26, heeft een lengte van 103,4 mm en weegt ongeveer 0,3 kg. Het grootste model, de DTCM125-300-AL, heeft een lengte van 618,5 mm en een gewicht van ongeveer 46,6 kg. Vooral bij de grotere objectieven is een stabiele mechanische bevestiging noodzakelijk om doorbuiging, trillingen en veranderingen in de uitlijning te voorkomen. Uitvoeringen met de aanduiding AL beschikken over een instelbare back focal length voor het afstemmen van de optische configuratie.

Belangrijkste kenmerken

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

• Ontworpen voor industriële camera's met 1/2.5" sensoren en een maximale sensordiagonaal van 7,2 mm

• Geschikt voor CCD- en CMOS-camera's

• Volgens de fabrikant geschikt voor camera's tot 5 megapixel, afhankelijk van de pixelgrootte en resolutie-eisen

• Optisch ontwerp met telecentriciteit aan zowel de objectzijde als de beeldzijde

• Optische vervorming van minder dan 0,1%

• Telecentriciteit van minder dan 0,1°

• Hoge beeldresolutie met gespecificeerde MTF30-waarden van meer dan 190 tot meer dan 210 lp/mm, afhankelijk van het model

• Constante optische vergroting binnen het telecentrische bereik voor het beperken van perspectiefgerelateerde meetfouten

• Keuze uit 20 verschillende objectieven

• Objectzijdige FOV-diagonalen van 26 tot 300 mm

• Optische vergrotingen van 0,277x tot 0,024x

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

• In de catalogus gespecificeerde optimale diafragmawaarde van F4.2, met afzonderlijk berekende scherptedieptewaarden bij F11

• Uitvoeringen met instelbare back focal length (AL)

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

• Industriële behuizing met modelafhankelijke afmetingen en gewichten van ongeveer 0,3 tot 46,6 kg

• Standaard C-mount camera-aansluiting