Bi-telezentrische Technologie

Opto Engineering hat neue Standards in der bi-telezentrischen Technologie durch kontinuierliche Bemühungen zur Verbesserung der optischen Leistungen, Qualitätskontrolle und Benutzerfreundlichkeit der telezentrischen Objektive aufgestellt. Unsere Ingenieure arbeiten ununterbrochen an der Verbesserung von Design, Tests, Produktionsmethoden und Ausrüstung.

Aus diesem Grund sind die optischen Leistungen unserer Objektive wie Telezentrie, Auflösung und Verzeichnung viel höher als bei anderen im Handel erhältlichen Objektiven, während die Preise überraschend günstig bleiben.

Wie wir das machen? Durch kluge ingenieurtechnische Arbeit, kostenorientiertes Design, elegante Lösungen!

Telezentrische Objektive, die wir liefern, unterlaufen eine Reihe von sorgfältigen Qualitätskontrollprüfungen und werden mit einem ausführlichen Prüfbericht geliefert. Das belegt, dass die Objektive unseren genauen technischen Angaben entsprechen: Bei Opto Engineering bekommen Sie garantiert das, was wir versprechen.

Für besondere bi-telezentrische Anwendungen können wir auch äußerst genaue optische Tests mittels unserer optischen Bänke mit geschütztem Design und professioneller Geräte durchführen.

Opto Engineering kann einfach, schnell und kostengünstig maßgeschneiderte telezentrische Optik liefern: Entwicklung und Lieferung von telezentrischen Objektiven ist unsere Leidenschaft!

Leistungen

Extra-Telezentrie für die Abbildung dicker Objekte
sehr geringe Verzeichnung für genaue Messungen
hervorragende Auflösung für kleine Pixel-Kameras
weite Schärfentiefe für die Verschiebung großer Objekte

Eigenschaften

bi-telezentrisches Design
voreingestellte Schnittweite und Arbeitsabstand
kompaktes, robustes und auf industrielle Umgebungen zugeschnittenes Design
müheloser Filtereinsatz
zum Patent angemeldete UV-Version für extreme Genauigkeit

Qualität

spezifische Prüfgeräte für bi-telezentrische Optik
jedes Objektiv wird mit eigenem detaillierten Test-Bericht geliefert
Testbilder jedes Objektivs werden für die Produktionsüberwachung aufgenommen
bis heute keine Reklamationen bezüglich der optischen Qualität unserer telezentrische Objektive!

Hochentwickelte Telezentrie - keine perspektivischen Fehler

Bei Messanwendungen wird häufig eine orthonormale Objektansicht (ohne Seitenansichten) benötigt, um genaue lineare Messungen durchzuführen.
Zudem können viele mechanische Teile nicht präzise positioniert werden oder die Messungen müssen in verschiedenen Tiefen durchgeführt werden; nichtsdestotrotz brauchen Softwareentwickler eine perfekte Korrelation zwischen abgebildeten und realen Dimensionen.

Telezentrische Objektive sind die Lösung für alle aufgeführten Punkte, indem sie nur Strahlenkegel akzeptieren, deren „Hauptstrahl“ parallel zur mechanischen Achse verläuft, da die Eingangsblende auf unendlich eingestellt ist.

Darüber hinaus sind bi-telezentrische Objektive von Opto Engineering anhand der folgenden optischen Design-Merkmale entwickelt:

als Hauptstrahl wird der Strahl gewählt, der auf den Kameradetektor im Zentrum der radiometrischen Verteilung trifft
der Hauptstrahl ist auch die Achse des Aufnahmekegels, wodurch eine symmetrische Graustufenverteilung an den Kanten gewährleistet wird
das bi-telezentrische Design macht unsere Objektive wirklich telezentrisch, da sie auch bildseitig telezentrisch sind.

Unten: die Abbildung eines internen Keils auf einem zylindrischen Objekt, aufgenommen mit einem telezentrischen Objektiv (unten) und die Abbildung desselben Objekts durch ein herkömmliches Objektiv (oben).
Oben: das Bild von zwei identischen Maschinenschrauben mit 100 mm Abstand. Aufgenommen mit einem telezentrischen Objektiv (unten) und einem herkömmlichen Objektiv (oben).

Nahezu verzeichnungsfrei

Verzeichnung wird als prozentuale Differenz zwischen den realen Dimensionen und ihrer durch das Objektiv auf den Kameradetektor projizierten Bildgebung berechnet. Handelsübliche Objektive zur industriellen Bildverarbeitung weisen für gewöhnlich eine Verzeichnung von über 1-2% auf. Dieser Faktor kann die Genauigkeit bei Dimensionsmessungen stark beeinträchtigen (ein 50mm großes Objekt würde z.B. als 51mm groß auf der Bildfläche erscheinen).

Die Objektive von Opto Engineering weisen eine radiale Verzeichnung von weniger als 0,1% auf (d.h. ein 50mm Objekt wird nicht grösser als 50.05 mm auf der Bildfläche erscheinen, also eine 20 fach geringere Verzeichnung), was ungefähr dem modernsten Stand der Technik und der Messgrenze für fortgeschrittenste optische Testgeräte entspricht.
Trapezoidale Verzeichnung (besser bekannt als „Keystone“- oder „Thin Prism“- Effekt) ist ein weiterer wichtiger, bei einem Objektiv zu reduzierender Parameter, da dieser asymmetrisch und sehr schwer mittels Software zu kalibrieren ist. Unsere Objektive sind daraufhin geprüft, auch diesen Fehler unter 0,1% zu halten.

Links das Bild eines Verzeichnungsmodells, aufgenommen mit einem telezentrischen Objektiv, ohne radiale oder trapezoidale Verzeichnung.
In der Mitte das Bild eines Objektivs mit starker radialer Verzeichnung. Rechts ein Beispiel für trapezoidale Verzeichnung.

Hohe Auflösung

Die Bildauflösung wird in CTF (contrast transfer function) ausgedrückt, ein Parameter, der das Kontrastverhältnis bei einer vorgegebenen Ortsfrequenz auf der Kameradetektoroberfläche beschreibt, ausgedrückt in lp/mm (Linienpaare pro Millimeter).

Bildverarbeitungsintegratoren wählen häufig Kameras mit einer großen Anzahl kleiner Pixel kombiniert mit billigen Objektiven mit geringer Auflösung, was zu einem unscharfen Bild führt. Die Auflösung unserer Objektive ist sogar mit den kleinsten Pixelgrößen und mit den höchstauflösenden Kameras kompatibel, wie zum Beispiel 5,5 Mpix 2/3"-Detektorkameras.

Kontrastreiche und kontrastarme Bilder eines Standard-USAF-Testmusters, aufgenommen durch Optiken mit variierender CTF.

Bi-Telezentrie: reale Telezentrie und weite Schärfentiefe

Bildseitige Telezentrie ist dafür bekannt einen sehr guten Bildkontrast zu liefern, und dies selbst bei der Aufnahme sehr dicker Objekte.
Neben der Verbesserung der natürlichen Schärfentiefe gemäß Blende und Vergrößerungsfaktor, macht die Bi-Telezentrie von OE-Objektiven die Optik wirklich telezentrisch: Es gibt keine Veränderung der Vergrößerung, wenn das Objekt aus dem nominalen Arbeitsabstand verschoben wird, weil die Strahlenneigung im Bildraum unverändert bleibt.
Alle unsere telezentrischen Objektive werden mit einer speziell für die größtmögliche Schärfentiefe ausgewählten Blende geliefert, ohne dass dabei die Auflösung durch die Beugungsgrenze beeinträchtigt wird. Unsere Objektive sind verfügbar mit verschiedenen Blenden, um spezifischen Anwendungen zu entsprechen. Dabei ist jedoch zu beachten, dass größere Blenden die Schärfentiefe reduzieren, während kleinere Blenden die Auflösung reduzieren und daher eine hellere Beleuchtung erfordern.

Die Bi-Telezentrie der Objektive von Opto Engineering ermöglicht auch eine gleichmäßige Ausleuchtung des Detektors, was in verschiedenen Anwendungen wie LCD-, Textil-, Druck- und Qualitätskontrolle nützlich ist. Außerdem gewährleistet die Bi-Telezentrie bei Verwendung von dichroitischen Filtern, dass die Achsen der Strahlenfächer senkrecht auf die Oberfläche der Filter trifft, und folglich den optischen Bandpass auf der gesamten Bildebene aufrecht erhält.

Abbildung eines dicken Objekts, abgebildet in seiner gesamten Tiefe

Passend für industrielle Anwendungen

Ein einfaches und robustes Design ist wesentlich für eine präzise opto-mechanische Einstellung und hochwertige optische Leistungen.

Alle unsere Großformat-Objektive sind hermetisch abgedichtet, um vor Staub und Feuchtigkeit zu schützen. Auf einen Mechanismus zur Fokussierung wurde bewusst verzichtet, um durch Vibrationen oder Vernachlässigung der Bedieners verursachtes Auseinanderfallen oder ungewollte Einstellungsveränderungen des Objektivs zu vermeiden. Außerdem würde diese Funktion, die nur einmal während der Produktlebensdauer verwendet wird, das Objektiv nur weniger genau und teurer machen.

Aus den gleichen Gründen haben wir bewusst auf einen Mechanismus mit Irisblende verzichtet, denn er würde die Genauigkeit der Raststellung beeinträchtigen. Objektivverzeichnung und Telezentrie wären viel schlechter und schwer zu definieren, da die Blendenform polygonal und nicht rund wäre!

Bei der Entwicklung unserer Optiken und Mechaniken denken wir stets daran, dass wir Präzisionsobjektive für industrielle Anwendungen und nicht eine Ausstattung für Labors oder Fotografie produzieren. Es ist uns wichtig zu wissen, dass unsere Kunden unsere Objektive unter exakt den gleichen Bedingungen benutzen, unter denen wir sie getestet haben.

Einstellung der Schnittweite

Alle telezentrische Objektiv von Opto Engineering wird mit einer präzise an den C-Mount-Standard (17,52 mm) angepasste Schnittweite geliefert. Da aber verschiedene industrielle Kameras diese Spezifikation nicht exakt erfüllen, ist es gelegentlich nötig, die Schnittweite neu einzustellen.

Aus diesem Grund liefern wir unsere Objektive mit einem “Zwischenring-Set” und den notwendigen Anleitungen zur Einstellung der Schnittweite, um zu garantieren, dass das Objektiv im nominalen Arbeitsabstand arbeitet.

Obwohl ein Objektiv auch mit einem anderen Arbeitsabstand gut funktionieren kann, sorgt diese Justierung für höchstmögliche Auflösung und geringstmögliche Verzeichnung.

Einfacher Einsatz von Filtern

Das Hauptproblem beim Filtereinsatz in große telezentrische Objektive ist die Größe des optischen Frontelements, für das ein sehr großer und damit sehr teuerer Front-Mount-Filter erforderlich ist.

Um dieses Problem zu beseitigen, dachte OE sich eine sehr einfache und kostengünstige Lösung für C-Mount telezentrische Objektive aus: Mit Hilfe eines Adapters kann ein viel kleinerer Filter im hinteren Teil der Optik eingesetzt werden.

Hochleistungs-Qualitätskontrolle

Wir garantieren, dass 100% der von uns gelieferten Objektive den beschriebenen Angaben entsprechen oder diese sogar übertreffen, dank unseres hoch entwickelten Qualitätstestsystems.
Alle Objektiv werden von einem erfahrenen Mitarbeiter getestet, der alle optischen Hauptparameter misst und strenge Labormessungen durchführt, die für optische Präzisionstests benötigt wird.

Alle Objektiv werden mit seinem eigenen optischen Testreport geliefert. Wir archivieren zudem für jedes Objektiv mehrere Testbilder, um allfällige Probleme zurückverfolgen zu können.

Unsere Testverfahren zur Qualitätssicherung sowie alle Apparaturen entsprechen dem modernsten Stand der Technik und wurden speziell für das Testen telezentrischer Objektive entwickelt.

Alle von uns gelieferten Objektive werden mit unserem Standardtestbericht ausgeliefert. (Radiale und trapezoidale) Verzeichnung, Telezentrie, Vergrößerung und Auflösung werden sorgfältig geprüft.

Optische Testbank

Ausser unserer eigenen Standardgeräte zur Qualitätskontrolle haben wir auch eine spezielle optische Testbank mit erstklassigen Komponenten für Messung und Analyse der optischen Parameter entworfen. Mithilfe dieses Systems können wir spezielle Projekte bearbeiten, für die besonders anspruchsvolle Optiken benötigt werden und wissenschaftliche Vermessungen optischer Parameter durchgeführt werden müssen.

Unsere optische Testbank ermöglicht die Messung der CTF (contrast transfer functon) bis zu 500 lp/mm und der Verzeichnung mit einer Genauigkeit von 0,01%. Bildbereichwölbung, Objektivausrichtung, Schnitt- und Brennweite werden mit einer Genauigkeit von 0,05% gemessen.

Telezentrische UV-Objektive für extrahohe Auflösung

Die telezentrischen Objektive der TC UV Serie von Opto Engineering wurden entworfen, um die in der industriellen Bildverarbeitung zurzeit höchste verfügbare Bildauflösung zu bieten. Herkömmliche Objektive und traditionelle telezentrische Objektive sind mit sehr kleinen Pixel-Sensoren überflüssig, die sich im Bereich der industriellen Kameras zunehmender Beliebtheit erfreuen.

Telezentrische UV-Optiken, die in einem Spektrum von 365/405 nm arbeiten, liefern einen vielfach höheren Bildkontrast bei hohen Ortsfrequenzen und sind daher mit den kleinsten Pixelgrößen kompatibel. Die Objektive eignen sich außerdem hervorragend für herkömmliche Kameras. Aufgrund der enorm hohen Auflösung der Objektive können größere Objektverschiebungen als bei VIS-Objektiven toleriert werden, bevor eine Defokussierung des Bildes auftritt.