Blue Vision Objektivserie: optimiert für blaues Licht

Innerhalb des sichtbaren Spektrums ist die Schwarz-Weiß-Bildanalyse mit Blaulicht am effektivsten. Die Objektive der Blue Vision Serie von Vision & Control sind speziell für diesen Spektralbereich konzipiert und bieten maximale Auflösung und größtmögliche Tiefenschärfe.

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Bildauflösung und Schärfentiefe sind zwei optische Parameter, die sich leider gegenseitig entgegenwirken. Je mehr Sie ein Objektiv reduzieren, desto unschärfer ist das Bild durch Beugung. Die industrielle Bildverarbeitung erfordert jedoch sowohl maximale Auflösung als auch eine möglichst große Tiefenschärfe. Die neu entwickelte Objektivserie “Blue Vision” erfüllt diese Anforderungen. Dazu nutzen die Thüringer Optiker die Tatsache, dass die Intensität der Beugung von der Wellenlänge abhängt. Wenn eine bestimmte Linse mit einer Öffnung von f / 10 eine belüftete Scheibe mit einem Radius von 8 µm unter Rotlicht (650 nm) erzeugt, dann hat die Scheibe unter Blaulicht (450 nm) nur eine Größe von 5,5 µm, was die Unschärfe um fast ein Drittel reduziert. Daher ist es naheliegend, nach Möglichkeit eine präzise Bildanalyse unter blauem Licht durchzuführen: Vor allem Deep Blue LEDs haben eine extrem hohe Effektivität.

Es ist wahr, dass es falsch wäre zu glauben, dass nicht farbkorrigierte Gläser für die monochromatische Analyse verwendet werden könnten. Die blauen LEDs haben eine Gesamtbreite in der Mitte des Maximums (FWHM) von 20 nm bis 30 nm. Dies kann zu transversalen chromatischen Aberrationen führen, die die Skala der Reproduktion verändern, sowie zu axialen chromatischen Aberrationen, die den Ansatz falsch ausrichten. So erzeugt beispielsweise ein nicht farbkorrigiertes Objektiv mit einer Abbildungsskala von 0,2 und einem Linsenfelddurchmesser von 15 mm einen 10 µm Randeffekt am Bildrand, wenn die Wellenlänge um 20 nm variiert. Daher ist das Bild unscharf und zusätzliche axiale chromatische Aberrationen machen auch die Mitte des Bildes unschärfer.

Bei Objektiven, die das gesamte Spektrum des sichtbaren Lichts abdecken, ist die Farbkorrektur komplex und besonders fehleranfällig im Blaulichtbereich (450 – 480 nm) aller Stellen. Daher wird die Farbkorrektur für Blue Vision Objektive speziell auf den blauen Spektralbereich bei 470 nm eingestellt. Infolgedessen treten zwischen Wellenlängen von 450 und 490 nm nur extrem kleine axiale chromatische Aberrationen von weniger als 10 µm unterhalb der Nachweisgrenze auf. Die Verzerrung dieses Objektivs beträgt weniger als 1%.

Das Sortiment besteht derzeit aus vier telezentrischen Objektiven mit jeweils einem Objektivfelddurchmesser von 18 mm und 30 mm. Die Abbildungsmaßstäbe der einzelnen Modelle wurden so gewählt, dass sie alle gängigen Sensorgrößen abdecken. Daraus ergibt sich jeweils eine Bildfelddiagonale von 4,1 mm (1/4″); 6,1 mm (1/3″); 9 mm (1/1,8″) und 11 mm (2/3″).

 

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Besonderen Wert legten die Suhler Entwickler auf eine kompakte Bauweise. Damit ist das T18 / 0.23 nur wenig länger als ein herkömmliches endozentrisches Objektiv. Obwohl die Gläser das aerodynamische Design von Vision & Control beibehalten haben, wurde die Dicke der Rohrwände so ausgelegt, dass die Gläser dem harten industriellen Einsatz standhalten.

Alle Objektive haben eine einstellbare Blende. Von Apertur f / 8 bis f / 11 (je nach Modell) sind durch Beugung begrenzt und eignen sich daher auch für 5-Megapixel-Sensoren. Für den Einsatz unter extremen Bedingungen sind die Blue Vision-Modelle auch in stoßfester Ausführung mit fester Blende und geklebten Linsen erhältlich.

Die T18-Serie hat einen Objektivrohrdurchmesser von 28 mm (30,5 mm Öffnungsring) und kann auf diese Größe eingestellt werden. Die Linsen der T30-Serie sind nur an der Vorderseite 42 mm dick, haben aber ansonsten den Durchmesser der T18-Serie, so dass in den gleichen Halterungen Platz für sie ist. Geeignete Objektivhalterungen sind erhältlich.

Da die Blue Vision-Serie speziell für blaues Licht optimiert wurde, sind ihre Linsen nur für Rotlicht oder sogar Infrarotlicht bis zu einem gewissen Grad geeignet. Deshalb arbeiten die Entwickler von Vision & Control bereits an einer Reihe von Objektiven für diesen Spektralbereich.

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