TZS-N: Zoom manuale telecentrico
Perché si sente il bisogno di un’ottica telecentrica? O meglio, quando è opportuno adottarla? Risparmiamo lunghe spiegazioni a coloro che conoscono la differenza fra l’ottica standard e quella telecentrica.

Di norma, si può affermare: utilizzo in caso di misurazioni di altezze differenti di una stessa immagine, l’evitare distorsioni elude errori di misurazioni nell’area a margine di un sistema ottico, utilizzo nella misurazione di mole o di pezzi aventi una geometria simile.

Qualora desideriate approfondire l’argomento troverete gli spiegazioni dettagliate sugli obiettivi telecentrici e sull’illuminazione qui.

Come per i sistemi con zoom a scatti della serie NAV-12000 lo zoom telecentrico 12x dispone di 14 livelli di scatto, che possono essere inseriti nel software di misurazione Metric in modo calibrato. La distanza di lavoro (dall’estremità dell’obiettivo all’oggetto) di circa 180 mm non deve essere modificata.L’area dello zoom copre un campo visivo da 4 mm a 50 mm unitamente ad un chip per videocamera da 1 1/8” oppure 1/3“ per un maggior ingrandimento. La profondità di campo dell’obiettivo varia in questo settore da 1,3 mm a 38,8 mm. I dettagli tecnici completi del sistema ottico sono indicati nella matrice che segue.

Sono disponibili quattro versioni manuali: TZS-N con o senza deviatore di luce coassiale nonché TZS-N con o senza deviatore di luce coassiale e struttura a 90°. Il sistema con specchio di rinvio è stato sviluppato per essere montato in spazi angusti. I sistemi manuali per l’equipaggiamento di rettificatrici o piallatrici vengono impiegati in modi molteplici. Quale opzione possiamo fornire una custodia protettiva per il sistema di zoom telecentrico manuale.

In particolare, se utilizzato con le piallatrici, la custodia protettiva è molto importante dal momento che la polvere derivata dal processo di abrasione penetra nel sistema meccanico e potrebbe causare danni irreversibili. La custodia protettiva non è disponibile per tutte le versioni con deviatore di luce coassiale e per la versione angolare.

Naturalmente, questi pregiati sistemi ottici non sono stati concepiti per essere montati nelle macchine. I sistemi a zoom telecentrico manuali e motorizzati possono essere forniti con uno stativo su base in alluminio o in granito, nonché in combinazione con tavole di posizionamento o di misurazione a croce. Anch’esse sono disponibili nelle versioni motorizzate o manuali. Le possibilità sono quindi molteplici.

Non sempre però è necessario utilizzare uno zoom. Nel caso di oggetti che presentano una geometria sempre identica o simile, potrebbe ritornare utile un sistema ottico telecentrico con lunghezza focale fissa. Diteci quali sono gli scopi delle vostre misurazione o concordate un appuntamento con noi in modo tale da potervi configurare il sistema perfetto.

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 immagine
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.