TZM-N: zoom telecentrico manuale
Perché abbiamo bisogno di un'ottica telecentrica? O piuttosto, quando si dovrebbero usare le ottiche telecentriche? Fondamentalmente, viene utilizzato per misurare diverse altezze all'interno di un'immagine, per evitare distorsioni, cioè misure errate nella zona periferica di un'ottica, e per misurare mole o parti con geometria simile.
Come i sistemi di zoom a cricchetto standard, lo zoom telecentrico 12x ha 14 passi di cricchetto che possono essere calibrati nel software di misurazione metrica. La distanza di lavoro (dall'obiettivo all'oggetto) di circa 180 mm non deve essere modificata. La gamma di zoom copre un campo visivo da 4 mm a 50 mm se abbinata a un chip fotocamera da 1 1/8". La profondità di campo dell'oggetto varia in questo intervallo da 1,3 mm a 38,8 mm. I sistemi manuali o motorizzati sono spesso utilizzati per aggiornare le rettificatrici o le ravvivatrici.
Naturalmente, questi sistemi ottici di alta qualità non sono solo destinati all'installazione nelle macchine. Possiamo fornire i sistemi di zoom telecentrici manuali e motorizzati con treppiedi su basi di alluminio o granito, così come in combinazione con stadi di posizionamento o di misurazione trasversale. Anche questi sono disponibili in versione manuale o motorizzata. Quindi c'è una vasta gamma di possibilità.
La fornitura comprende l'ottica zoom telecentrica manuale, il software di misurazione Metric MT, il disco di calibrazione con protocollo DAkkS, una telecamera USB 2.0 con 1280 x 1024 pixel, nonché un cavo USB da 5 metri e una custodia protettiva per la telecamera USB. L'ottica ha un ulteriore vetro protettivo sostituibile per l'ottica. Per evitare che la polvere abrasiva entri all'interno dell'ottica, un manicotto di copertura è montato sopra la regolazione dello zoom (mobile). Su richiesta, possiamo fornire i profili di passi con le dimensioni esterne se desiderate fabbricare un'attrezzatura per sostenere il sistema.
Zeichnung - Drawing - TZM-N
Sei ancora interessato a un po' di teoria? Allora abbiamo informazioni di base sulla telecentricità per voi qui:
Perché la tecnica di misurazione ottica ha bisogno di sistemi ottici telecentrici? Immaginatevi che in una lastra siano presenti più fori e che tutti questi dodici fori potessero essere rappresentati entro il campo visivo dell’obiettivo. Nel caso di un “sistema ottico standard” (ottica entocentrica) si presenterebbero delle distorsioni prospettiche come quelle illustrate nell’immagine in basso a sinistra (1).
Dal momento che, nel caso di un sistema ottico telecentrico, l’angolo di apertura è pari a zero gradi all’interno di un settore definito, in linea di principio il percorso ottico scorre assolutamente parallelo e l’immagine viene rappresentata senza errori prospettici, risp. con traiettoria dei raggi parallela. In altre parole, l’ottica telecentrica visualizza l’immagine verticalmente non solo al centro bensì anche ai bordi dell’immagine o, altrimenti detto, il sistema ottico riesce a vedere i bordi dei fori non obliquamente, ma verticalmente. Un altro motivo molto importante è che gli obiettivi telecentrici offrono la stessa scala di riproduzione dell’immagine anche in direzione Z (assialmente) nell’ambito di un settore definito. Immaginiamo che una lastra sia equipaggiata con oggetti di diverse altezze e li si debba misurare all’interno del campo visivo.
Nell’illustrazione in basso a sinistra (2) si vede chiaramente che le tre diverse altezze degli oggetti davanti a un obiettivo standard presentano anche dimensioni diverse. Il modello a destra mostra invece il risultato ottenuto con un obiettivo telecentrico. In parole semplici possiamo affermare che il percorso visivo misurato di questi oggetti non varia benché essi si trovino a volte più vicini e a volte più lontani. Tuttavia ciò dipende anche da come sono disposte le aree nel settore telecentrico, che si ritrova ad essere all’interno dell’area della profondità di campo ma non è identico ad essa. Un obiettivo telecentrico può essere utile anche quando i pezzi vengono posizionati sotto un sistema ottico mediante dei nastri mobili i quali non sono in grado di garantire un riposizionamento riproducibile. Anche in questo caso le differenze di altezza vengono compensate nell’area telecentrica. Anche quando si effettuano misurazioni su fori (sopra/sotto) è impossibile fare a meno di un sistema ottico telecentrico.
Telecentricità lato oggetto
Un percorso ottico telecentrico lato oggetto viene utilizzato per rilevare oggetti senza distorsione prospettica. La pupilla d’ingresso è impostata all’infinito così che i raggi principali scorrono paralleli nello spazio rispetto all’asse ottico. Per cui la lente frontale deve essere almeno di pari dimensioni dell’oggetto da rappresentare. Un’altra caratteristica di questo percorso ottico consiste nel fatto che l’ingrandimento non varia con lo scostamento assiale dell’oggetto. L’immagine appare quindi sempre della stessa grandezza indipendentemente dalla distanza che intercorre fra l’oggetto. Tuttavia qualora l’oggetto si trovi al di fuori del piano oggetto ideale, la rappresentazione è sfocata. Questa caratteristica viene sfruttata negli obiettivi di misurazione per consentire una certa tolleranza di posizione del pezzo da esaminare. La distanza tollerabile viene definita dalla profondità di campo ed è indicata nelle schede tecniche. Nel caso di microscopi un rapporto di riproduzione costante permette una comoda messa a fuoco. Il percorso ottico telecentrico lato oggetto lo si ottiene semplicemente mediante un lente convergente con un diaframma di apertura sul lato immagine del piano focale.
Telecentricità lato imagine
Il percorso ottico telecentrico lato immagine serve principalmente a mettere in parallelo il percorso stesso. Viene utilizzato fra l’altro anche negli obiettivi delle telecamere digitali per evitare la vignettatura dei pixel. La pupilla d’uscita è impostata all’infinito così che i coni di luce incidono tutti verticalmente sulla superficie dell’immagine. In questo caso, la struttura più semplice è composta da un’unica lente convergente con un diaframma d’apertura sul lato oggetto del piano focale.
Bi-telecentricità
Un percorso ottico bi-telecentrico è la combinazione di un percorso telecentrico lato oggetto e lato immagine. Anche questi obiettivi vengono utilizzati soprattutto dalla tecnica di misurazione ma anche nei processi di produzione fotolitografici. La pupilla d’ingresso e quella d’uscita sono impostate all’infinito per cui il sistema risulta essere afocale. A differenza della telecentricità puramente lato oggetto, la tollerabilità della posizione dell’oggetto non viene qui limitata dalla profondità di campo. È possibile rifocalizzare la superficie dell’immagine senza modificare il rapporto di riproduzione. In questo caso, la struttura più semplice si compone di due lenti convergenti su cui viene fissato un diaframma d’apertura. La distanza di una lente dal diaframma di apertura deve corrispondere alla rispettiva lunghezza focale. Un bi-telecentrico non presenta teoricamente alcun errore di aberrazione quale, per esempio, la distorsione. (Fonte: Gottfried Schröder: Technische Optik, Vogel-Verlag Würzburg 1977, ISBN 3-8023-0067-X)
Illuminazioni per sistemi telecentrici
Queste tipologie di illuminazioni sono una forma speciale di illuminazioni direzionali con forti caratteristiche di direttività e vengono utilizzate quasi solo nei casi di luce trasmessa. Nel piano focale dell’ottica dell’illuminazione si colloca una sorgente luminosa (nella maggior parte dei casi a LED) con un’apertura illuminante conosciuta e di piccole dimensioni. Quello che ne risulta è un percorso ottico principale parallelo. L’illuminazione telecentrica non è un’illuminazione parallela (apertura predefinita). Tuttavia è essenzialmente insensibile alle vibrazioni o agli errori di regolazione.
L’illuminazione telecentrica offre una luce molto omogenea e ricca di contrasti del campo visivo. Deve essere utilizzata sempre unitamente a obiettivi telecentrici perché, con un obiettivo entocentrico, dato il percorso ottico principale parallelo, la sorgente luminosa (LED) sembrerebbe essere collocata all’infinito. Grazie alla curvatura ridotta quale lunghezza d’onda per l’illuminazione si preferisce utilizzare quella blu (precisione massima). Le illuminazioni telecentriche offrono un elevato grado di soppressione della luce estranea grazie alle elevate caratteristiche di direttività.
Uso
Insieme a obiettivi telecentrici, sempre quando si lavora con un’illuminazione chiara e ricca di contrasti e con oggetti difficili da gestire a livello ottico ma che devono essere rilevati o misurati con elevata precisione. La direzione preferenziale pronunciata della radiazione luminosa richiede un allineamento esatto. Ecco perché quando si lavora con un’illuminazione telecentrica occorre provvedere a un supporto solido, stabile e regolabile. Quanto si utilizzano componenti telecentrici, l’armonizzazione fra l’apertura dell’illuminazione e quella dell’immagine definisce essenzialmente la posizione dei contorni nell’immagine. Per quanto riguarda i prodotti che seguono, si tratta in ogni caso di sistemi ottici telecentrici lato oggetto.
