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理解光學系統和成像質量
盡管當前的光學設計和加工技術如此發達,一個光學系統的成像質量仍然可以有很大變數。有過光學設計和加工經驗的人都很容易理解實際的單個光學透鏡和光學系統從來都不是完美的。
Optikos公司在透鏡和成像測試上始終處于領導地位,我們的產品和測試系統是基于在光學工程領域30多年的研發經驗和不斷創新而來的,我們的客戶得以使用當前最先進的光學測量工具來實現精確和有效的光學測量,進而確保他們的產品質量和性能。
Optikos公司的旗艦產品包括OpTest光學測試系統(包含全套的硬件定制選項),以及LensCheck系統——用來測試小口徑光學器件的精簡版、便攜、易用的光學測試系統。OpTest和LensCheck系統都是基于OpTest 7——Optikos全新研發的、擁有所有權的光學測試軟件。
OpTestTM光學測試系統的獨特之處
OpTest光學測試系統是經過Optikos工程師完全重新設計的系統,其中包含了光學工程和光學機械工程領域最新的技術革新。市場上其他類似的光學測試儀器因為使用可以購買的光學零部件來組裝系統從而使系統的性能大打折扣,而Optikos的每一種解決方案、每一個步驟都是定制的。每一個OpTest系統的光學、機械、電子零部件幾乎都是定制的,這些零部件完全由Optikos工程師設計,用來測試光學器件。
基于OpTest系統,我們的客戶得以使用當前最先進的光學測量儀器,來進行精確、高效的光學測量。
無論您設計什么光學系統,OpTest都可以為您測量
Optikos公司提高最全套的光學器件測試的產品線,同時提供系統升級的選項,以便提高為您定制的OpTest系統的測試能力,比如透射率和散射光的測量,等等。
無論您的光學器件什么形狀或尺寸,OpTest? 或 LensCheck? 硬件都可以用來針對您的應用來測試。
OpTest光學測試系統包含了一整套硬件選項,以達到甚至超過您的測試需求。對于較小的光學器件或者實驗室空間受限制,LensCheckTM是一個精簡版的光學測試系統,具備便攜易用的特性。OpTest和LensCheck系統使用的都是OpTest 7 軟件—— Optikos擁有所有權的光學測試軟件。
除了MTF以外,OpTest系統還能為您測試很多其他參數
OpTest光學測試系統模擬實際應用中系統測試的需求,當您具體測試一個光學系統的時候,視場角、共軛比、光譜范圍和像平面等等參數都可以設置或者模擬。OpTest光學測試系統是一個可以測試很多參數的多功能系統,盡管MTF是一個常用的待測參數,其他的參數對于一個光學系統也很重要,OpTest系統提供測試很多其他參數的選項。
基于OpTestTM7軟件,可以測試以下參數:
·?MTF(光學調制傳遞函數?)
·?Focal Length(焦距)
·?Distortion(光學畸變)
·?Back Focal LengthFlange Focal Length(后焦距和法蘭焦距?)
·?Chief Ray Angle??(主光線角度)
·?Field Tilt (視場傾斜角)
·?Field Curvature (場曲)
·?Relative Illumination (相對照明度)
·?Line of Sight (視線)
·?Transmission (透射率)
·?Encircled Energy (環繞能)
·?Axial Color (位置色差)?
·?Lateral Color (色差)?
全新的OpTest? 7 軟件大大提高OpTest光學測試系統的性能
驅動OpTest大型光學測試平臺和LensCheck小型光學測試儀
OpTest 7軟件是包含LensCheck儀器在內的所有OpTest光學測試系統的核心軟件,通過與OpTest測試系統的融合,直接控制包含電機元件的所有電子系統、采集以及分析視頻和掃描信號,最后以圖像的形式給用戶展示測量結果。OpTest 7運行于Windows 7環境下,并且配備一份官方的Microsoft Excel軟件。更為方便的是所有測量結果都可以直接導出到排版好的Excel表格,以便用戶直接可以用于測試報告而無需進一步的數據和圖像處理。
面向多種用戶的全面測量方案
Optikos? MTF 光學測試軟件是基于20多年反復創新和測試基礎上的一款經典軟件,最新推出的OpTest 7軟件是在之前的基礎上給予了各種復雜測量過程一種全新的用戶體驗。同時,我們還確保了現有的OpTest軟件版本會兼容未來幾代操作系統,其中使用了最新的 Microsoft編程環境,同時圖形用戶界面脫離于軟件應用本身。對于用戶來說,這種改變可能很難察覺,我們的最新軟件設計也是考慮了軟件的兼容性和長久性。
輕松選擇用戶界面來滿足您的測試需求
在之前的OpTest版本中,用戶群體主要是工程師,所有用戶也都使用同一種軟件界面,也就都可以使用軟件中所有的控制和處理模塊。OpTest 7的一大改進之處是針對不同用戶群體設計了不同的使用界面,以滿足具體測試和技術層次的需求。工程師們可以在實驗室中使用工程模式設置所有的參數來達到測試的需求,而生產線工人可以在流水線中使用生產模式而不必擔心具體的參數設置。另外一個值得一提的功能是,以往的OpTest版本中,用戶往往需要調用各種macro模塊來測試焦距、場曲等參數。新版的OpTest 7中,這些常用的一階參數都可以很容易設置和測量,同時可以一鍵測試,并且能夠很直觀的存儲到同一個測試報告文件。
OpTest用戶可能會注意到,現在測試一個鏡頭需要的系統設置步驟比以前精簡了。以前需要用戶設置一些諸如視系統相機視頻增益、曝光時間等等參數,OpTest 7則提供了一些新的選項,讓系統可以為您做出智能選擇。
POWERED ?BY OPTEST SOFTWARE-------------------------------------------------------------------
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一套完整的光學測量測試系統OpTest
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理解透鏡和成像質量
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光學設計和加工制作工程師都理解無論是單個透鏡還是光學系統都不可能是完美的,盡管目前的光學設計及加工技術如此發達,透鏡的質量仍然存在很大的變數。
Optikos--作為全球透鏡和成像測試的引領者和開拓者,我們的產品和測試系統都是基于在光學工程領域30多年的研發經驗及不斷創新而來的。我們客戶可以得以使用最先進的光學測試工具來是實現精確有效的光學測量,進而確保他們產品的質量和性能。
Optikos透鏡測試的旗艦產品包括OpTest透鏡測試系統(包括全套的硬件定制選項),以及應用于測試小孔徑透鏡的易用、便攜、緊湊的LensCheck VIS和LWIR測試設備。兩者都是基于Optikos專利的OpTest7軟件研發的。
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無論您設計的是哪種光學系統,都可以使用OpTest測試
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OpTest透鏡測試系統包含了光學和光電機械工程最新的技術及創新。市場上其它產品都是通過組裝可以采購的光學零部件而成的,大大降低了測試系統的性能。而Optikos的每一個方案、每一個步驟都是定制的,每一個OpTest的光學、機械、電子部件都是定制的,這些部件由Optikos工程師設計,用來測試透鏡。
Optikos提供最完整的透鏡測試產品線,同時提供定制的升級選件,用于提高您的OpTest測試系統的測試能力,包括透射率測試、雜散光測試、有限共軛鏡頭測試和紫外光普測試等等。
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通過定制設計滿足測試要求
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Optikos提供的光學測試系統不僅滿足您目前的測試要求,同時提供簡單的升級方案來滿足您將來的測試要求。Optikos的方法提供了一個既科學又經濟的解決方案,隨著您的應用及商業的發展,足夠靈活地滿足您現在以及將來的要求。
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面對Optikos提供的各種產品,選擇哪些部件才能最適合您的運用、并且提供最大的靈活度就至關重要了。在下面將介紹光學測試部件,我們將介紹Optikos的光學測試部件如何協作完成測試滿足您的獨特的應用。一下圖文介紹將詳述每一款產品的功能及如何組合已達到您的要求。
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可規劃的解決方案
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OpTest測試系統的模塊部件可以具體配置,用來測試絕大部分類型的光學器件。選擇和配置合適于待測系統的模塊前,需要明確系統的用途,包括:
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1、物面和像面的位置
2、光譜范圍
3、空間分辨率
4、物與像的大小及系統視場
5、光闌大小、相對孔徑(F值)、數值孔徑
6、系統的實際尺寸及布局
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1、物和像的位置,大部分光學系統分為3類:
無限共軛系統:
物面位于無限遠。例如:相機鏡頭、目鏡、無限遠光學矯正的顯微鏡物鏡。
無焦系統:
物面和像面都處于無限遠,例如:望遠鏡、雙目鏡、光束拓展器。
有限共軛系統:
物面和像面都處于有限距離處,例如:攝影放大鏡頭、微距透鏡、光纖光學面板、攝像管、光刻錄鏡頭。
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2、光譜范圍:OpTest系統的圖像分析儀包括從紫外到長波紅外的光譜范圍。
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3、空間分辨率:所有光學系統都受限制于空間分辨率。其中最基本的一個限制源于光的波動性。如果一個光學系統只受制于光的波動性,那么這個系統的分辨率與衍射極限相同。
一個光學系統還受限制于光學設計及生產加工過程的瑕疵,這種情況下,整個系統的分辨率取決像差。光學測試系統未矯正的像差必須必待測光學器件的像差小,同時光學測試系統的圖像分析儀必須有足夠的分辨率分析待測光學器件成的像。對于無線共軛系統有限共軛系統而言:分辨率的單位是每毫米的線對數(lp/mm),對于無焦共軛系統而言:空分辨率的單位是:每毫弧的周期數(cycle/mrad)。
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4、物面和像面的尺寸及系統的視場:光學測試系統必須能夠測試到待測光學器件物空間和像空間的全部視場,對于無線共軛系統而言:光學測試系統必須包含物空間的全視場角及像面的整個像尺寸;對于有限共軛系統而言:精密微調的位移臺必須有足夠長的范圍來分析全部物和像的尺寸;對于無焦系統而言:光學測試系統必須測試到物與像空間的全視場角。
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5、光闌大小、相對孔徑、數值孔徑:光學測試系統必須滿足待測系統入瞳和出瞳的要求。對于無限共軛和無焦系統而言:入瞳孔徑決定了物空間準直光束的直徑。無焦系統像空間參數由出瞳大小決定,而對有限共軛和無限共軛系統的而言:像空間相關的參數由相對孔徑或數值孔徑決定。
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6、OpTest系統需要一個光學平臺,可容納系統的部件和折疊光路,無論待測系統多大、是否需要折疊光路或者有其他不常見的物理特性,都可以滿足測試要求。OpTest要求光學平臺配有中心1英寸的1/4英寸-20的螺紋孔或者中心25mm的M6螺紋孔。
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?OpTest系統硬件選件
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OG-1000光源:易于切換可見光和紅外光
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OG-1000多光譜靶標發生器采用最先進的光源,光學、電子控制和自動化操作。這些光源提供了均勻、高強度的光照度從可見光到長波紅外(0.4μm--15μm)。一鍵電子控制切換可見光、紅外光源光源,縮短鏡頭安裝時間,提高校準、生產效率。
·?彩色觸摸顯示屏為電腦和模塊控制提供更直觀的操作界面。
·?新的校準模式極大提高鏡頭的設置和校準速度,一鍵切換測試模式(可見光、長波紅外)和校準模式(可見光),和一鍵返回初始模式。
·?重新設計的光學系統大大提高了信號強度。
·?多光譜光學系統可同時設置可見光和紅外光測試。
表1:OG-1000系列靶標發生器型號
OG-1010
紫外--可見光
視頻式
針孔、夾縫
紫外光通過光纖傳遞
OG-1020
紫外--可見光
掃描式
針孔、夾縫
√
紫外光通過光纖傳遞
OG-1110
可見光--近紅外
視頻式
8個靶標位
8個針孔靶標
單獨可見光測試的最佳選擇
OG-1210
可見光--短波紅外
視頻式
8個靶標位
8個針孔靶標
光源拓展到短波紅外
OG-1220
可見光--短波紅外
掃描式
8個靶標位
8個針孔靶標
√
光源拓展到短波紅外
OG-1310
可見光--長波紅外
視頻式
針孔、夾縫
中波紅外、長波紅外視頻式圖像分析儀最佳選擇
OG-1320
可見光--長波紅外
視頻式&掃描式
針孔、夾縫
√
紅外掃描測試系統最佳選擇
表2:OG-1000系列規格
性能
可見光 ?????????????????????????????
紅外
紫外
最大色溫/光源溫度
3000K
1000℃
/
光譜輸出
400--2500nm1
3--14μm
190--2100nm2
發射器壽命(典型值)
2000hrs
2000hrs
>9000hrs
照明數值孔徑
0.2(f/5)
0.1(f/10)
照明程度(最大靶標尺寸)
6mm(直徑)
2mm(直徑)
靶標照明切換
可見光和紅外光照明同一個靶標,根據測試模式,軟件自動切換波段。
紫外光替換紅外光通道,可見光和紫外光照明可切換。
1系統默認的光譜輸出是:400--1500nm,可拓展到:400--2500nm--詳情見選件表。
2全紫外光譜要求氮清洗光源及系統。
系統規格
靶標倫
電機驅動的高速運轉含有16個靶標位的靶標倫;
靶標設置:6個針孔靶標、8個夾縫靶標、校準十字靶標及1個開源靶標位。
濾波器抽屜
每個光路通道有2個濾波器抽屜位,適用直徑為1英寸,厚度為0.5--8mm的濾波器。
斬波器
斬波頻率:0--2kHz
集成快門
高速快門可自動校正背景噪音。
軟件/控制
本機控制--觸摸顯示屏
能夠控制所有光源功能
遠程控制(OpTest)
通過RS-485、RS-422、RS-322遠程控制;
OpTest軟件控制;
完整的指令集也許客戶編寫定制軟件及測試指令。
選件
自動化的濾波器輪(替換每個光路通道的一個濾波器抽屜)
電機驅動,配備7個濾波器位,適用直徑為1英寸,厚度為0.5--8mm的濾波器。
濾波器
-5μm、8--12μm帶通濾波器,包含在相關的圖像分析儀;
可選擇的濾波器:紅外切斷濾波器、帶通濾波器、顏色濾波器。
機械尺寸(不包括支架及選件)
體積
35×26.5×16cm
重量
9.3kg
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表面精度高的反射式準直儀
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反射式準直儀為待測光學系統為無限共軛系統提供無限遠的光源,所投射的光束的直徑必須覆蓋整個待測光學系統的入瞳孔徑,即:準直儀的直徑必須大于待測光學系統的入瞳孔徑(包括測試設置未修正的偏差)。
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反射式準直儀是由Optikos提供的標準部件,每一個反射式準直儀都是離軸拋物面鏡,安裝后保證表面精度為λ/8(633nm),表面涂有一層鋁保護層用于多色光測試。每一個OAP都密封在一個高穩定性的堅硬的運轉工具,同時配備一個運動座的參考鏡用于系統校準。所有標準準直儀光軸都定位在離光學平臺表面上500mm處。
鏡頭支架:堅固的待測鏡頭支架
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LM-300Tip/Tilt鏡頭支架
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每一套OpTest系統都配備標準的堅固的LM-300Tip/Tilt鏡頭支架,用于安裝固定待測鏡頭。LM-300Tip/Tilt鏡頭支架使用螺栓安裝在一個運載體上,可以在帶有線性編碼器的大行程的高精度的直線鋼軌上滑行。操作者能夠實時確定待測鏡頭的位置。每一套OpTest系統都配備一個標準的鏡頭支架和一個C-Mount適配器金屬板,額外的適配器金屬板可以通過Optikos采購 ,詳情如下。
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標準的鏡頭支架適配器
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根據鏡頭的類型Optikos提供多種鏡頭支架適配器,包括螺紋型鏡頭和卡銷型鏡頭。通常,鏡頭適配器中心都有一個圓形的與鏡頭安裝口特征相匹配的金屬板,周圍都設計有一套孔,可將適配器安裝到OpTest系統上。
適配器被設計安裝在LM-300Tip/Tilt鏡頭支架上,適配器上有多個通孔,使用#10-32螺釘安裝在LM-300Tip/Tilt鏡頭支架上。
RM-1000旋轉鏡頭支架
OpTest系統可測試平行于光學平臺表面的平面的離軸視場點,這些視場點通過將旋轉待測鏡頭到垂直于光學平臺的軸附近找到。為了找到這個平面的視場點,必須將待測鏡頭旋轉到光軸附近。典型的做法是再一次安裝待測鏡頭,但是通過使用RM-1000旋轉鏡頭支架可以自動獲取這個平面的視場點。
RM-1000包含一個電機驅動的環形旋轉平臺(安裝在垂直面板上),用戶通常需要制造一個合適的適配器金屬板用來安裝待測鏡頭。旋轉平臺兩面都可以用來安裝待測鏡頭,這取決于待測鏡頭的后焦距長度、尺寸、安裝面位置。
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LM-1000鏡頭測試旋轉平臺:
高精度、重負荷、離軸角度視場點鏡頭測試旋轉平臺。
在照亮一個偏離軸的無限共軛視場點時,旋轉一個長焦距準直器和光源是不現實的,因此OpTest使用了固定準直器和旋轉透鏡的方法。鏡頭和圖像分析儀安裝在旋轉平臺LP-1000上,保持相對固定。Optikos的工程師們利用有限的元素分析設計了LP-1000的結構式鑄件,在安裝到光學桌子上的時候,它可以與光學平臺表面保持高平整度,而傳統的軌道系統直接安裝到光學表上,容易彎曲成一個不精確的光學表面的形狀。
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獨特的電纜管理系統,避免光學平臺電纜拖拽,減少中心常規測量的誤差(有效焦距、畸變、倍率色差、主光線角度等)。
獨特的集成方案:主承壓表面被遮蓋,避免受污染。
可鎖定的鏡頭測試旋轉平臺及圖像分析儀運載體在不銹鋼導軌上,已校準到巖花崗表面,確保準直度。
集成的線性編碼器可做長法蘭焦距和后焦距的測量。
1000系統規格
旋轉角度范圍:
300度
旋轉編碼器:
<0.1弧秒分辨率
軟件/控制
遠程控制
通過HC-100遠程控制
通過OpTest7軟件控制
完整的指令集也許客戶編寫定制軟件及測試指令。
Mechanical
空間:
重量:
最大承載重量:
80厘米(直徑)
77千克
80千克
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圖像分析儀:用于視頻和掃描應用。
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圖像分析儀獲取待測透鏡建立的光學圖像,在足夠的空間頻率轉化成電子圖像由OpTest7軟件分析。Optikos采用兩種方法獲取圖像—視頻和掃描。系統的類型必須適用于特別的應用,這取決于待測光學系統的類型以及測試的環境。
·?視頻圖像分析儀—通過將圖像放大到圖像感應器CCD或者微測熱輻射計陣列獲取圖像。
·?掃描圖像分析儀—通過測試刀刃或者夾縫圖像的光亮程度變化獲取圖像。
VI-1010
400-1000nm
視頻式
Sony ICX694 CCD (6MP)?
40x 0.95 NA apochromat objective?
12-bit video output?
VI-4000
7.5-15微米
視頻式
Uncooled microbolometer?
7.5x 0.70 NA objective?
SD-500
1-5微米
掃描式
Liquid nitrogen cooled InSb detector?
Collects light from aperture at f-number up to 0.7?
Low noise pre- amplified analog signal?
SD-600
7.5-15微米
掃描式
Liquid nitrogen cooled HgCdTe detector?
Collects light from aperture at f-number up to 0.7?
Low noise pre- amplified analog signal?
SD-100
200-400nm
掃描式
UV sensitive Photomultiplier Tube?
Collects light from aperture at f-number up to 0.7?
Low noise pre- amplified analog signal?
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AM-1000圖像分析儀支架:精準定位待測透鏡位置。
AM-1000將圖像分析儀定位在被測鏡片的圖像平面上,并且如下定義待測光學透鏡像平面的三個坐標。
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X軸—決定平行于光學平臺方向上的像的橫向位置。
Y軸—決定在垂直于光學平臺方向上像的豎直位置。
Z軸—決定光軸方向上像的焦點位置。
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???AM-1000采用了專有的OpTikos運動控制系統,其中智能運動控制電路與模塊集成,并且所有校準參數都被本地存儲。
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系統規格
X平移臺:電機驅動,平移范圍100mm,50nm分辨率
Y平移臺:電機驅動,平移范圍50mm,50nm分辨率
Z平移臺:電機驅動,平移范圍100mm,50nm分辨率
軟件/控制
遠程控制
通過HC-100遠程控制
通過OpTest7軟件控制
完整的指令集也許客戶編寫定制軟件及測試指令。
Mechanical
空間:
重量:
17.5cm(方形)
15Kg
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HC-100手柄控制器:通過手勢操作遠程控制系統硬件。
OpTikos運動控制系統具有CAN總線體系結構,其中指令可以由多個控制器發出。一個典型的測試平臺包括一個運行opt7的PC以及一個HC-1000手持控制器。手持式控制器具有觸摸屏,用于選擇被分配給下部分上的觸覺控制的軸。兩個中心返回操縱桿實行比例速度分配軸控制,而兩個數字拇指輪能夠精確的位置控制。當設置掃描測量時,拇指輪在快速找到圖像位置時是不可缺少的。
HC-1000還復制存在于OG-1000觸摸屏上的控件,從而向用戶提供靶標生成器的遠程控制。顯示器還可以用于從掃描系統中使用的鎖定放大器的輸出來查看信號電平。
·?所有OpTest運動控制軸遠程控制及位置顯示。
·?遠程控制OG-1000系列的靶標發生器。
·?顯示鎖定放大器的信號水平。
·?黑暗實驗室的手電筒功能。
·?緊急情況下的所有運動軸的停止功能。
·?在任何一對觸覺控制上反轉方向行為的能力。
·?兩個易于編程的路徑點,用于用一個按鈕按壓將所有軸返回到定義的位置。
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