Зум-объектив с рабочим расстоянием 155 мм: конфигурации для поля зрения 60, 30 и 15 мм

155 мм — это не свойство зум-объектива (корпуса) 12.5X, а одна из опубликованных ступеней его таблицы вспомогательных объективов, причём самая полезная.

Почему рабочее расстояние 155 мм постоянно фигурирует в требованиях к системам контроля

Большинство запросов на зум-объективы поступает с уже заданным полем зрения. Меньшая часть приходит с заданным расстоянием: оснастка уже существует, кольцевая подсветка установлена, а зазор между объективом и деталью уже фиксирован примерно в диапазоне от 150 до 160 мм.

Семейство 12.5X отвечает на это аксессуаром, а не новым корпусом. В его таблице вспомогательных объективов семь ступеней: 297 мм при 0.25X, 120 мм при 0.3X, 155 мм при 0.5X, 93 мм при 0.75X, 77.4 ± 2 мм вовсе без объектива, 48 мм при 1.5X и 34.5 мм при 2X.

Чаще всего в спецификации указывают именно 155 мм, потому что это ступень с самым широким охватом, при которой остаётся реальный зазор: один объектив перекрывает поле от 60.7 мм до 1.2 мм при смене только адаптера, а вынос оставляет место для кольцевой подсветки и защитного зазора.

Комбинация, дающая 155 мм: корпус 12.5X + вспомогательный объектив 0.5X

Это число складывается из двух компонентов: зум-объектива (корпуса) 12.5X с непрерывным зумом — PMS-LZL-12101, LZL-12100D15 или LZL-12102-M12, с опубликованными характеристиками 0.58X–7.5X, 12.5:1, кругом изображения 2/3" — и вспомогательного объектива 0.5X (SKU 75205) на передней части.

Объектив — это передняя оптика, поэтому именно он определяет расстояние: он преломляет пучок так, что плоскость объекта оказывается на 155 мм впереди, а не на 77.4 ± 2 мм.

Далее следуют три утверждения — и все три неверно трактуются в коммерческих предложениях и спецификациях:

• Расстояние принадлежит объективу. 155 мм сохраняется, пока кольцо зума поворачивается от 0.58X до 7.5X.
• У корпуса без объектива другое число. Без объектива он специфицирован на 77.4 ± 2 мм. Оба значения верны — разная передняя оптика.
• Адаптер никогда на него не влияет. ТВ-тубус располагается за плоскостью объекта: изменяются увеличение и поле зрения, а вынос — нет.

Об оптике, а не о правиле, читайте в статье что на самом деле делает вспомогательный объектив.

Эффективное увеличение при 155 мм — и что нельзя изменить

Эффективное увеличение равно базовому зуму × коэффициенту объектива × коэффициенту ТВ-тубуса. При 155 мм коэффициент объектива зафиксирован на 0.5X, поэтому остаются две переменные: положение зума и адаптер за корпусом.

С ТВ-тубусом 1X диапазон составляет от 0.58 × 0.5 = 0.29X до 7.5 × 0.5 = 3.75X; адаптер 2X компенсирует объектив и возвращает 0.58X–7.5X. Эти значения рассчитаны, а не измерены, и их воспроизводит калькулятор увеличения и поля зрения.

Три вещи остаются неизменными:

• Зазор. 155 мм сохраняется до тех пор, пока установлен объектив 0.5X.
• Кратность зума. Каждый уровень сохраняет диапазон корпуса 12.5:1; округлённые табличные значения приближают его.
• Предел 2/3". Сенсор большего размера даёт виньетирование углов вместо расширения поля.

Меняется охват: одна смена адаптера меняет поле зрения в два раза.

Три уровня поля зрения при 155 мм: 60, 30 и 15 мм

Один объектив, три адаптера, три уровня охвата. В каждой строке расстояние удерживается на 155 мм и меняется лишь то, что происходит за корпусом.

Таблица 1 — Поле зрения рассчитано как размер сенсора ÷ эффективное увеличение для сенсора 2/3" (8.8 × 6.6 мм). 155 мм — опубликованное рабочее расстояние; эффективное увеличение рассчитано как базовый зум × объектив 0.5X × коэффициент ТВ-тубуса.

Строка ~15 мм заслуживает второго взгляда. 0.5X спереди и 2X сзади взаимно компенсируются, поэтому увеличение возвращается к опубликованным 0.58X–7.5X, а поле совпадает с полем корпуса без объектива при 77.4 мм — тот же охват с расчётными дополнительными 77.6 мм зазора.

Выбирайте строку по крупнейшей детали: торец модуля — строка 60 мм, деталь 30 мм — средняя строка, кромка или линия уплотнения — строка 15 мм.

Чем каждый уровень платит за разрешение и глубину резкости

Опубликовано разрешение корпуса 12.5X: 13 µm при 0.58X с улучшением до 3.05 µm начиная с 4.5X — значения для корпуса без объектива. Установите объектив 0.5X — и один пиксель детектора при том же положении зума покрывает примерно вдвое большую длину со стороны объекта, что рассчитано только по отношению увеличений. Восстановить дискретизацию корпуса без объектива можно, лишь увеличив зум, что стоит поля зрения. Уровень ~15 мм — исключение: 0.5X × 2X восстанавливает увеличение корпуса без объектива, поэтому опубликованные значения применимы без изменений.

Яркость следует той же тенденции — тот же свет распределяется по большему числу пикселей, — поэтому проверяйте освещение для каждого уровня. Глубина резкости — честный пробел: POMEAS не публикует глубину резкости для этих комбинаций, и значение для корпуса не переносится, поскольку передний объектив меняет увеличение и эффективную апертуру. См. рабочее расстояние и глубина резкости и реальный случай улучшения глубины резкости.

Таблица 2 — Сравнения дискретизации и яркости рассчитаны по отношению увеличений относительно корпуса 12.5X без объектива при том же положении зума. Глубина резкости для этих комбинаций не опубликована.

155 мм против 93 мм против 297 мм: выбор правильного уровня

Ступень 155 мм — это уровень среднего рабочего расстояния, середина: выше — 297 мм с объективом 0.25X, ниже — 93 мм с объективом 0.75X. При сравнении на одном адаптере компромисс не требует арифметики.

Таблица 3 — Рассчитано как базовый зум × коэффициент объектива × ТВ-тубус 1X для сенсора 2/3". Значения рабочего расстояния опубликованы.

Теперь то, что обычно упускают: две разные ступени могут давать одинаковое поле зрения, поскольку коэффициенты объектива и ТВ-тубуса перемножаются.

Таблица 4 — Одинаковые расчётные увеличение и поле зрения; два рабочих расстояния различаются на 142 мм (рассчитано: 297 − 155).

Одинаковое увеличение и поле, разный вынос — значит, поле зрения само по себе не может выбрать расстояние. Берите рабочее расстояние из зазора, а дискретизацию из размера детали, и пусть адаптер фиксирует охват. Глубина резкости для обеих комбинаций не опубликована. Если ваш вынос ближе к 300 мм, маршрут с рабочим расстоянием 300 мм охватывает ступень 0.25X и её углы.

Какой сенсор подходит для работы за корпусом 12.5X

Корпус 12.5X специфицирован до 2/3". Считайте это пределом поля зрения: поле зрения равно ширине сенсора ÷ увеличение, поэтому сенсор большего размера вроде бы расширяет поле, но только если круг изображения его покрывает.

Таблица 5 — Поле зрения по горизонтали рассчитано для конфигурации объектив 0.5X + ТВ 0.5X (0.145X–1.875X). Активные области — размеры сенсоров, специфицируемые POMEAS.

Строка 1" — ловушка: арифметика выглядит привлекательно, пока углы не станут чёрными. Руководство по согласованию сенсора и круга изображения показывает, как проверить покрытие по кругу изображения — здесь это важнее, чем число пикселей.

Ручной или моторизованный при 155 мм

При 155 мм вопрос о выборе между ручным и моторизованным вариантом — это не вопрос расстояния: вынос в обоих случаях одинаков. Речь о том, как часто меняется положение зума.

Ручной вариант подходит для одного постоянного рецепта — установите кольцо при вводе в эксплуатацию и позвольте адаптеру переключать уровни. Вариант с фиксатором (LZL-12100D15) добавляет повторяемые позиции с щелчком для возврата к известному увеличению. Моторизованный вариант оправдывает себя, когда конфигурация переключается сама: один рецепт считывает торец модуля при 0.29X, а затем 3.75X для линии уплотнения.

Две детали определяют выбор: кабельные подключения (контроллер, линия связи, рецепт в ПЛК) и повторяемость (вызываемые позиции против шкалы, считываемой на глаз). Остальное охватывает руководство по выбору между ручным и моторизованным зум-объективом; сравните коаксиальный корпус LZL-12101 с ручной версией 0.58X–7.5X.

Где применяются конфигурации с 155 мм

Три технологических сценария объясняют большинство запросов на 155 мм.

Зажатые сборки со стенками оснастки. Корпусная деталь находится в ложементе со стенками с двух сторон и прижимом сверху. Кольцевой подсветке необходимо пройти над прижимом, а одна экспозиция должна охватить верхнюю грань: 155 мм с адаптером 0.5X даёт расчётное поле 60 мм, затем зум для линии прокладки.

Смонтированные платы в конвейерном ложементе. Оснастка позиционирует плату, поэтому объектив не может подойти близко. Расчётное поле 30 мм охватывает блок разъёмов; диапазон от 0.29X до 3.75X закрывает блок и соединения с одной станции.

Мелкие детали в держателе. Феррулы, оправы объективов и кончики канюль обращены к объективу без места для оптики с коротким выносом. Уровень 15 мм даёт расчётное поле 1.2 мм на узком конце для контроля кромок и заусенцев.

Если деталь фиксирована, а поле неизвестно, обратный маршрут — обратный выбор от поля зрения 30 мм. Если расстояние, поле зрения или камера уже заданы, начните с руководства по конфигурации зум-объектива.

Спецификация, заказ и проверка: контрольный список для 155 мм

Типовой сбой — не оптический, а позиционный: объектив без нужного адаптера или корпус, заказанный на 77.4 мм, когда на чертеже указано 155 мм.

• Подтвердите, что расстояние указано как 155 мм. Требование 150 мм — это изменение оснастки, а не вариант объектива.
• Назовите объектив: 0.5X, SKU 75205 — единственная ступень на 155 мм.
• Назовите адаптер: 0.5X (75105), 1X (75110 / 75110G) или 2X (75120), в соответствии с вашим уровнем.
• Ограничьте сенсор значением 2/3" и отвергайте любые значения поля зрения для 1" применительно к этому корпусу.
• Запросите глубину резкости письменно; для этих комбинаций она не опубликована.
• Запросите допуск на рабочее расстояние: корпус без объектива — 77.4 ± 2 мм, а строка 155 мм допуска не содержит.
• Проверьте освещение на узком конце, а не предполагайте его.

Затем проверьте на образце: поместите масштабную линейку на реальной высоте детали, снимите изображения на обоих концах диапазона зума, измерьте. Расчётные 30.3 мм, совпадающие с вашим собственным измерением, подтверждают конфигурацию — пример выбора поля зрения 10–4 мм показывает, как работает этот цикл.

Часто задаваемые вопросы о рабочем расстоянии 155 мм

Какая точная конфигурация даёт рабочее расстояние 155 мм?

Зум-объектив (корпус) 12.5X с непрерывным зумом и вспомогательным объективом 0.5X (SKU 75205) на передней части. Значение 155 мм опубликовано в таблице вспомогательных объективов 12.5X и сохраняется при каждом положении зума от 0.58X до 7.5X.

Какое поле зрения я получу при рабочем расстоянии 155 мм?

Три уровня, все рассчитаны для сенсора 2/3": ТВ-тубус 0.5X даёт от 60.7 × 45.5 мм до 4.7 × 3.5 мм при 0.145X–1.875X, ТВ-тубус 1X даёт от 30.3 × 22.8 мм до 2.3 × 1.8 мм при 0.29X–3.75X, а ТВ-тубус 2X даёт от 15.2 × 11.4 мм до 1.2 × 0.9 мм при 0.58X–7.5X.

Меняет ли изменение положения зума или ТВ-тубуса рабочее расстояние 155 мм?

Нет. На этом маршруте рабочее расстояние задаётся передним вспомогательным объективом, поэтому оно остаётся 155 мм от 0.58X до 7.5X и при любой смене адаптера. Кольцо зума и ТВ-тубус меняют только увеличение и поле зрения.

Какой вспомогательный объектив даёт ровно 155 мм и какие ступени рядом?

Объектив 0.5X — единственная ступень, опубликованная на 155 мм. Ближайшие ступени: 0.3X на 120 мм и 0.75X на 93 мм, далее 0.25X на 297 мм, поэтому существенное изменение выноса означает переход к другому объективу.

Достаточно ли 155 мм зазора для оснастки или кольцевой подсветки?

Этого достаточно для большинства комбинаций оснастки и кольцевой подсветки, но относитесь к этому как к бюджету: сложите стенку оснастки, кольцевую подсветку и защитный зазор, затем сравните сумму с 155 мм. Если сумма больше, следующая ступень наружу — 297 мм с объективом 0.25X.

Что выбрать: 155, 93 или 297 мм?

Выбирайте сначала по зазору. Ступень 93 мм с объективом 0.75X даёт самую точную дискретизацию со стороны объекта при ТВ-тубусе 1X, 155 мм балансирует зазор и дискретизацию, а 297 мм даёт наибольший вынос ценой дискретизации. Затем сравните расчётное поле зрения.