vicotar® BLUE Vision - Effiziente Bildaufnahme bei höchster Auflösung

Kompakt, robust, präzise – Telezentrische Messobjektive für den industriellen Einsatz, optimiert für den blauen Spektralbereich

vicotar® BlueVision-Serien

vicotar® BLUE Vision

Innerhalb des sichtbaren Spektrums sind monochromatische Bilduntersuchungen mit blauem Licht am effektivsten. Die Objektive unserer vicotar® BLUE-Vision-Serie sind speziell für diesen Spektralbereich konzipiert. – Hier liefern sie maximale Auflösung bei größtmöglicher Schärfentiefe.

Auflösung und Schärfentiefe sind zwei gegeneinander wirkende optische Parameter. Je stärker ein Objektiv abgeblendet wird, desto unschärfer wird durch die zunehmende Beugung seine Abbildung und desto weniger Details können folglich aufgelöst werden. Die industrielle Bildverarbeitung verlangt jedoch beides: maximale Auflösung bei größtmöglicher Schärfentiefe. Die neu entwickelte Objektiv-Serie „BLUE Vision“ trägt diesem Anspruch Rechnung. Dabei wird genutzt, dass Beugungseffekte umso geringer sind, je kleiner die Wellenlänge des verwendeten Lichts ist. Diese geht in umgekehrter Weise in die Auflösung ein: Halbiert sich die Wellenlänge, so verdoppelt sich die Auflösung.

Erzeugt beispielsweise ein Objektiv bei Blendenzahl 10 mit rotem Licht (650 nm) ein Beugungsscheibchen von 8 µm Radius, dann ist es mit blauem Licht (450 nm) nur 5,5 µm groß, somit die Unschärfe um fast ein Drittel geringer, was dem Verhältnis der Wellenlängen entspricht.

Neben der Tatsache, dass das blaue Licht viel präzisere Bilduntersuchungen ermöglicht, spricht für die Anwendung dieser Lichtfarbe auch, dass diese Leuchtdioden den höchsten Wirkungsgrad im Vergleich zu LEDs anderer Spektralbereiche besitzen. Sie erreichen Werte von bis zu 70%. Hingegen beträgt die Effizienz grüner LEDs nur etwa 20%. Rote LEDs liegen im Bereich von 40%. Somit geht die Inspektion mit blauem Licht mit einem reduzierten Energieverbrauch einher. Dieser wirkt sich zum Beispiel durch kürzere erforderliche Belichtungszeiten oder einer geringeren Wärmeentwicklung aus.

Besonderes Merkmal dieser speziellen Objektivserie im Vergleich zu herkömmlich monochromatisch korrigierten Objektiven ist es, dass sie dennoch eine farbliche Korrektion, wenn auch von geringer Bandbreite, besitzen. Denn blaue LEDs haben durchaus eine Halbwertsbreite von 20 bis 30 nm. Dadurch entstehen sowohl Farbquerfehler, durch die sich der Abbildungsmaßstab ändert, als auch Farblängsfehler, welche den Fokus verschieben. Bereits eine Wellenlängenvariation von 20 nm verursacht typischer Weise 10 µm breite Säume an den Bildrändern. Bei Pixelgrößen von 3,5 µm ist dort keine scharfe Abbildung mehr möglich; zusätzliche Farblängsfehler machen auch die Bildmitte unschärfer.

Die Farbkorrektur der BLUE-Vision-Objektive setzt im blauen Spektralbereich speziell bei 470 nm an. Dadurch entstehen zwischen 450 nm und 490 nm nur extrem kleine Farbquerfehler von weniger als 8 µm, die so wirken, dass sie von der Kamera nicht unterschieden werden können. Ebenso ist der Farblängsfehler kleiner als 10 µm und somit kaum detektierbar. Die Verzeichnung dieser Objektive beträgt weniger als 1%.

Die Reihe besteht momentan aus je vier telezentrischen Objektiven mit denen Objektfelder von 18 mm sowie 30 mm Durchmesser abgebildet werden können. Die Abbildungsmaßstäbe der einzelnen Modelle sind so gewählt, dass sie alle gängigen Sensorgrößen voll abdecken. So ergeben sich jeweils Bildfelddiagonalen von 4,1 mm (1/4”); 6 mm (1/3”); 9 mm (1/1,8”) sowie 11 mm (2/3”).

Besonderer Wert wurde auf eine kompakte Bauform gelegt. So ist etwa das TO18/4.1-100-V-B nur geringfügig länger als ein konventionelles entozentrisches Objektiv. Obwohl die Objektive im schlanken Vision & Control-Design gehalten sind, können die Objektive den rauen Industrieeinsatz zuverlässig aushalten.

Alle Objektive verfügen über eine einstellbare Blende. Ab Blendenzahl 8 bis 11 (typabhängig) sind sie beugungsbegrenzt und daher auch für 5MP-Sensoren bzw. für Pixelgrößen von 3,45 µm geeignet. Für den Einsatz unter extremen Bedingungen sind BLUE-Vision-Modelle ebenfalls in rüttelfesten Varianten mit Festblende lieferbar.

Die TO18-Serie hat einen Tubusdurchmesser von 28 mm (Blendenring 30,5 mm) und kann an diesem Umfang geklemmt werden. Die Objektive der TO30-Baureihe sind lediglich im vorderen Bereich 42 mm dick, haben aber ansonsten den Durchmesser der TO18-Serie, sodass sie in den gleichen Halterungen Platz finden. Entsprechende Objektivhalter sind lieferbar.

Die neuen Objektivserien sind perfekt abgestimmt auf das Gesamt-Portfolio der Vision & Control GmbH. So sind als Zubehör auch Filter, Abstimmringe und ein Umlenkspiegel und als kombinierbare Produkte Ringlichter, Telezentrische Beleuchtungen, eine Strahlteilereinheit zur Beleuchtungseinspiegelung und passende Kameras erhältlich.

 

Objektivtyp

Abb.-

Maßstab

Arbeitsabstand (mm)

Sensor-größe

Baulänge (mm)

Max. Durchmesser

(mm)

TO18/4,1-100-V-B

0,23

100

1/4"

57,4

30,5

TO18/6,0-95-V-B

0,33

95

1/3"

64,1

30,5

TO18/9,0-85-V-B

0,50

85

1/1,8"

75,5

30,5

TO18/11,0-80-V-B

0,62

80

2/3"

83,2

30,5

TO30/4,1-100-V-B

0,15

100

1/4"

92,7

42

TO30/6,0-100-V-B

0,20

100

1/3"

98,3

42

TO30/9,0-85-V-B

0,31

85

1/1,8"

106,2

42

TO30/11,0-80-V-B

0,67

80

2/3"

111,3

42