Hochgenau in UV

Telezentrische UV-Objektive für höchste Bildauflösung

  • Die telezentrischen UV-Objektive ­generieren winzige Pixelgrößen und liefern eine auto­matische optische SchärfeextraktionDie telezentrischen UV-Objektive ­generieren winzige Pixelgrößen und liefern eine auto­matische optische Schärfeextraktion
  • Die telezentrischen UV-Objektive ­generieren winzige Pixelgrößen und liefern eine auto­matische optische Schärfeextraktion
  • Leistungsbegrenzung (Beugungsbegrenzung) zweier Objektive, die im F-Nummer 8 Betrieb arbeiten. Das VIS-Objektiv arbeitet bei 587 nm (grünes Licht) und das UV-Objektiv bei 365 nm.
  • Auflösung von TC-UV-Objektiven. Zusätzlich zur MTF-Beugungsbegrenzung sind sowohl die MTF-Kurve der TC-UV-Objektive als auch die Kurve der CTF (Kontrastübertragungsfunktion) dargestellt.
  • Hier werden im Gegenlicht ausgeleuchtete Objektkanten gezeigt. Die Objekte auf der linken Seite wurden mit einem Objektiv aufgenommen, das im VIS-Bereich arbeitet.
  • Arbeitsprinzip einer kollimierten UV LED Beleuchtung mit einem Objektiv mit TC-Edge-Technologie: Es werden nur die Strahlen, die von der Objektkante gestreut werden, gebündelt und vom Objektiv dargestellt, während der Rest des Sichtfeldes schwarz bleibt

Herkömmliche industrielle Bildverarbeitungsobjektive und herkömmliche telezentrische Objektive arbeiten im Bereich des sichtbaren Lichts. Integratoren im Bereich industrieller Bildverarbeitung haben bisher diese Art Objektive verwendet, weil die Kamera genau das zeigen sollte, was das menschliche Auge zu sehen in der Lage ist. Allerdings zeigt sich nun, dass dieser Ansatz einige Einschränkungen zur Folge hat - insbesondere dann, wenn Kameras mit einer sehr geringen Pixelgröße verwendet werden, um eine sehr hohe Mess-Auflösung zu erreichen.

Tatsächlich wird die Grenzauflösung eines Objektivs von der Grenzfrequenz bedingt, also der Ortsfrequenz (in Zeilen/mm), bei der das Objektiv nicht mehr in der Lage ist, Bildkontrastinformationen zu liefern. Da die Grenzfrequenz sich umgekehrt proportional zur Lichtwellenlänge verhält, sind gewöhnliche Bildverarbeitungs-Objektive und telezentrische Objektive, die im VIS (sichtbaren) Bereich arbeiten, mit einer sehr geringen Pixelgröße, also z. B. Größen von 1,75 µm, unbrauchbar. Diese aber werden zunehmend beliebter unter den Industriekameras.
Aus diesem Grund hat Opto Engineering eine neue Serie telezentrischer Objektive entwickelt, die im UV-Bereich arbeiten (TC-UV-Serie). Die Objektive dieser Serie wurden speziell dafür konstruiert, die höchste Bildauflösung zu gewährleisten, die heutzutage mit Bildverarbeitungssystemen möglich ist.
Telezentrische UV-Objektive können effektiv mit Pixelgrößen von 2 µm arbeiten und sind insofern ideal für alle Applikationen geeignet, in denen sowohl sehr hochauflösende Kameras eingesetzt werden als auch die höchstmögliche Systemgenauigkeit angestrebt wird. Telezentrische UV-Objektive, die im Bereich 365/425 nm arbeiten, stellen einen sehr viel höheren Bildkontrast bei einer hohen Ortsfrequenz bereit und sind deshalb mit der kleinsten Pixelgröße kompatibel. Auf der anderen Seite ist die Auflösung der Objektive in Kombination mit gewöhnlichen Kameras so hoch, dass sie Objektverschiebungen wesentlich besser tolerieren als VIS Objektive, bevor eine Defokussierung des Bildes auftritt. Folglich ist sogar die Tiefenschärfe höher, wenn man sie mit telezentrischen Standard-Objektiven aus dem VIS-Bereich vergleicht.
Telezentrische UV-Objektive können mit jeglichen UV-Beleuchtungen im Bereich 356-420 nm arbeiten.

Dieser Wellenlängenbereich wird von Ring-, Koaxial- oder Gegenlicht-Beleuchtungen geliefert, die mit UV-LEDs ausgestattet sind. Die beste Wahl für Messaufgaben sind jedoch kollimierte telezentrische LED Beleuchtungen, die eine Erhöhung der Bildauflösung und Tiefenschärfe ermöglichen. Diese telezentrischen Beleuchtungen gewährleisten eine außergewöhnlich effiziente Verbindung zwischen UV-LED-Lichtquellen und dem telezentrischen UV-Objektiv, da das Objekt im Gegenlicht mit der idealen Geometrie dargestellt wird. Mit dieser sehr effizienten Konfiguration sind UV erweiterte Detektoren nicht mehr erforderlich, da jede CCD- oder CMOS- Kamera integriert werden kann.
Telezentrische UV-Objektive, kombiniert mit einer patentierten, von Opto Engineering entwickelten, Optik-Technologie liefern ein einzigartiges Bildverarbeitungsverfahren, das TC Edge-System. Dieses Verfahren gewährleistet, dass nur die Strahlen, die von Objektkanten abgelenkt werden, auf der Detektorebene abgebildet werden. Kanten werden von dem Objektivsystem automatisch hervorgehoben, ohne dass Software-Algorithmen benötigt würden. Das optische System ermöglicht, dass winzige Defekte, Partikel und Oberflächenunebenheiten verdeutlicht werden, die von herkömmlichen Objektivsystemen nicht mehr wahrgenommen werden können.


MaxxVision GmbH ist Exklusiv-Distributor für die Produkte von Opto Engineering im deutschsprachigen Raum.

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