Technikon: Telezentrische Beleuchtungen

Kollimierte Durchlicht- oder Hintergrundbeleuchtungen bewirken in der optischen Messtechnik eine verbesserte Kantenerkennung und damit eine höhere Messgenauigkeit. Insbesondere in Kombination mit telezentrischen Objektiven werden damit Reflexionen und Streulicht an den Objektkanten reduziert.

Die Begriffe „kollimierte Beleuchtung“, „telezentrische Beleuchtung“ oder „Kondensor-Beleuchtung“ werden dabei gleichbedeutend verwendet. Durch eine geeignete Optik wird eine Lichtquelle (in der Regel eine LED) ins Unendliche abgebildet, wodurch ein paralleler Strahlengang das Objekt beleuchtet.

Das Standardprogramm umfasst drei Serien, die sich hinsichtlich elektronischer Ansteuerung, Beleuchtungsmodi (Dauerlicht, gepulstes Licht, geblitztes Licht), Anschlussart und Beleuchtungsstärke unterscheiden. Die Serien werden nachfolgend einzeln beschrieben. Die Tabellen listen entsprechende Größen und Farben auf.

Standardmäßig werden unsere optischen Baugruppen in verschiedenen LED Farben (R, G, B, IR) angeboten.

Die entsprechende Optikbaugruppe ist für schmalbandige Wellenlängenbereiche ± 50 nm korrigiert, in denen ein entstehender Farbsaum und damit eine Unschärfe an den Kanten vermieden wird. Eine Breitband-Korrektur für die Anwendung mit Weißlicht ist nur bei den Kondensoren mit CA Ø 55 mm (S6LTC200x und S6IRI148x) gegeben. Die Kombination anderer Kondensorgrößen mit einer weißen Lichtquelle ist dennoch möglich und in vielen Fällen ist die Performance ausreichend.

Der Spektralbereich, innerhalb dessen ohne deutliche Leistungs- und Qualitätsverluste eine schmalbandige Beleuchtung integriert werden kann, umfasst 400-900 nm.

Perfekt kollimiert bzw. telezentrisch könnten LED Kondensoren nur sein, wenn die LED eine punktförmige Lichtquelle mit idealer radialer Strahlcharakteristik wäre. Das ist in der Praxis nicht realisierbar. Bei den kleineren Beleuchtungen (bis CA Ø 73 mm) mit High Power LED kann ein Telezentriefehler von etwa 0,2° erreicht werden. Bei mittleren Größen (CA Ø 90 bis 150 mm) etwa 0,5° und bei großen Kondensoren (über CA Ø 150 mm) etwa 1-2°.

Ein perfekt kollimiertes Lichtbündel hätte eine gleichmäßige Auslenkung, unabhängig vom Abstand zwischen Kondensor und beleuchtetem Objekt. In der Praxis ergibt sich aufgrund der geforderten Beleuchtungshomogenität ein empfohlener Abstandsbereich. Dabei ist zu beachten, dass sich mit steigender Entfernung die Beleuchtungsstärke reduziert.

Der angegebene Arbeitsabstand kann je nach Anforderungen an Lichtleistung und Homogenität in der Anwendung abweichen.

Als kohärente Beleuchtungseinheit mit LED-Lichtquelle sind die Kondensoren nach der DIN EN 62471 einzugruppieren. Die Messungen hierfür wurden nach OStrV durchgeführt und eine entsprechende Empfehlung ausgegeben. Dabei ist zu beachten, dass die Grenzwerte für fotochemische und thermische Netzhautschädigung auch für Langzeitbelastungen gelten. Eine höhere Eingruppierung dient hierbei der Vorsichtsmaßnahme bei häufiger Belastung.

Dabei sei darauf hingewiesen, dass kollimierte Beleuchtungen innerhalb des Parallelstrahlengangs eine deutlich höhere Leistungsstärke aufweisen und außerhalb des Parallelstrahlengangs keine Belastung auftritt. Wir sind dennoch dazu verpflichtet, bei Risikogruppe 3 auf Folgendes hinzuweisen:

1. Ein geeigneter Augenschutz bei Installation und Einstellung getragen werden muss.
2. Durch geeignete mechanische Barrieren verhindert werden soll, dass die Augen direkt der Strahlung ausgesetzt werden.
3. Bediener und Nutzer, die direkt an der Beleuchtung oder in deren Nähe arbeiten, jährlich über die Sicherheitsvorkehrungen unterrichtet werden.

Die neueste Serie telezentrischer Beleuchtungen zeichnet sich vor allem durch eine sehr gute Homogenitätsverteilung auch bei größerem Arbeitsabstand und durch eine höhere Maximalleistung aus. Außerdem ist diese Serie die Einzige, die bereits ein integriertes Potentiometer beinhaltet.

- Integriertes Potentiometer zur Steuerung der Lichtintensität (10-100%) , manuell über einen Schraubendreher direkt am Kondensor
- M8, 4-pin Anschluss (+24 V; GND; Trigger; Trigger GND)
- Spannungsversorgung 12-24 V, Strombegrenzung über Dimmer, max. 4,4 W
- Gepulster Betrieb über Trigger-Eingang (5-24 V), max. 25 kHz, kein „Überblitzen“ möglich
- Zubehör:
      o S6MEC1480/LTC: Spannungsversorgung 12 V mit M8/4-pin, incl. Anschlusskabel 2 m
      o S5ZUB0006/xxx: Anschlusskabel 2 m mit M8/4-pin Buchse auf offene Kabelenden

Die zweite Generation telezentrischer Beleuchtungen beinhaltet eine LED mit hoher Leistung, die direkt an die Stromversorgung angeschlossen wird und damit entsprechend der LED-Eigenschaften gedimmt, geschalten und überblitzt werden kann.

- M8, 3-pin Anschluss (+350 mA; GND) oder offene Kabelenden über PG7-Kabeldurchführung (300 mm Kabellänge)
- Direkter LED-Anschluss, max. Stromstärke 350 mA
- Überblitzen bis max. 500 mA möglich
- Zubehör:
     o S5ZUB0001/350: Stromkonstanter 350 mA incl. Netzteil und Anschlusskabel 2 m
     o S6MEC2323/350: Analoger Dimmer incl. Netzteil und Anschlusskabel 2 m
     o S6MEC2326/350: Digitaler Dimmer incl. Netzteil und Anschlusskabel 2 m
     o Zubehör ist zu M8/3-pin Ausführungen kompatibel (immer mit S6IRIxxxx/211 kombinieren)

Die erste Generation telezentrischer Beleuchtung ist trotz geringerer Ausgangsleistung weiterhin gefragt. Für 12-24 V Eingangsspannung ist die Stromstärke durch eine interne Schaltung begrenzt. Unterhalb dieser Spannung kann über die angelegte Spannung die Intensität gedimmt werden, allerdings liegen hierfür keine Spezifikationen vor. Der IR-Kondensor entspricht von der elektronischen Auslegung der Correctal TC High Power –Serie, ist aber aufgrund der Ausgangsleistung der Standardserie zugeordnet.

- M8, 3-pin Anschluss (+12-24 V; GND) oder offene Kabelenden über PG7-Kabeldurchführung (300 mm Kabellänge)
- Integrierter Stromkonstanter für max. Stromstärke 20 mA, nicht blitzbar
- Zubehör:
       o S5MEC1480/211: Spannungsversorgung 12 V mit M8/3-pin, incl. Anschlusskabel 2 m
       o S5ZUB0007/xxx: Anschlusskabel 2 m mit M8/4-pin Buchse auf offene Kabelenden
       o Zubehör ist zu M8/3-pin Ausführungen kompatibel (immer mit S6IRIxxxx/211 kombinieren)

- M8, 3-pin Anschluss (+100 mA; GND) oder offene Kabelenden über PG7-Kabeldurchführung (300 mm Kabellänge)
- Direkter LED-Anschluss, max. Stromstärke 100 mA
- Überblitzen bis max. 2500 mA möglich
- Zubehör:
      o S5ZUB0001/100: Stromkonstanter 100 mA incl. Netzteil und Anschlusskabel 2 m
      o S6MEC2323/100: Analoger Dimmer incl. Netzteil und Anschlusskabel 2 m
      o S6MEC2326/100: Digitaler Dimmer incl. Netzteil und Anschlusskabel 2 m
      o Zubehör ist zu M8/3-pin Ausführungen kompatibel (immer mit S6IRIxxxx/211 kombinieren)

Unsere Kondensoren erhalten Sie auch in verschiedenen Modifikationen, wie beispielsweise eine verklebte Mechanik oder ein integrierter Diffusor.

Auf Anfrage können auch kundenspezifische Auslegungen oder Schnittstellen für kundeneigene Lichtquellen angeboten werden.