Innerhalb des sichtbaren Spektrums sind monochromatische Bilduntersuchungen mit blauem Licht am effektivsten. Die Objektive der Blue-Vision-Serie von Vision & Control sind speziell für diesen Spektralbereich konzipiert, sie liefern maximale Schärfe bei größtmöglicher Tiefenschärfe.
Bildschärfe und Schärfentiefe sind zwei optische Parameter, die leider gegeneinander wirken. Je stärker man ein Objektiv abblendet, desto unschärfer wird seine Abbildung durch die zunehmende Beugung. Die industrielle Bildverarbeitung verlangt gleichwohl beides: maximale Schärfe bei größtmöglicher Schärfentiefe. Die neu entwickelte Objektiv-Serie “Blue Vision” trägt diesem Anspruch Rechnung. Die Thüringer Optikspezialisten nutzen dabei den Umstand, dass die Intensität der Beugung von der Wellenlänge abhängt: Erzeugt ein konkretes Objektiv bei Blende 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. Es liegt mithin nahe, präzise Bilduntersuchungen wo immer möglich, mit blauem Licht durchzuführen, zumal blaue Leuchtdioden (Deep Blue) einen überaus hohen Wirkungsgrad besitzen.
Höchste Bildschärfe bei maximaler Tiefenschärfe
Freilich ist es ein Trugschluss zu glauben, dass für monochromatische Untersuchungen Objektive eingesetzt werden können, die nicht farblich korrigiert sind. Blaue LEDs haben eine Halbwertbreite von 20 bis 30 nm. Dadurch entstehen sowohl Farbquerfehler, durch die sich der Abbildungsmaßstab ändert, wie auch Farblängsfehler, welche den Fokus verschieben. Zum Beispiel erzeugt ein farblich nicht korrigiertes Objektiv, mit Abbildungsmaßstab 0,2 und 15 mm Objektfelddurchmesser, am Bildrand 10 µm breite Farbsäume, wenn die Wellenlänge um 20 nm variiert. Dadurch wirkt das Bild verwaschen und zusätzliche Farblängsfehler machen auch die Bildmitte unschärfer.
Telezentrische Objektive für verschiedenste Anwendungsfelder
Bei Objektiven die den gesamten Bereich des sichtbaren Lichtspektrums abdecken ist die Farbkorrektur aufwändig und ausgerechnet im blauen Bereich (450 – 480 nm) besonders fehlerbehaftet. Die Farbkorrektur der Blue-Vision-Objektive setzt daher speziell im blauen Spektralbereich, bei 470 nm, an. Dadurch entstehen zwischen 450 und 490 nm nur extrem kleine Farblängsfehler von weniger als 10 µm, die unterhalb der Nachweisgrenze liegen. Die Verzeichnung dieser Objektive beträgt weniger als 1%.
Die Reihe besteht momentan aus je vier telezentrischen Objektiven mit Objektfelddurchmessern von 18 mm sowie 30 mm. 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”); 6,1 mm (1/3”); 9 mm (1/1,8”) sowie 11 mm (2/3”).
Besonderer Wert wurde von den Suhler Entwicklern auf eine kompakte Bauform gelegt. So ist etwa das T18/0,23 nur geringfügig länger als ein konventionelles entozentrisches Objektiv. Obwohl die Objektive im schlanken Vision & Control Design gehalten sind, ist die Wandstärke der Tuben trotzdem so ausgelegt, dass die Objektive den rauen Industrieeinsatz zuverlässig aushalten.
Alle Objektive verfügen über eine einstellbare Blende. Ab Blende 8 bis Blende 11 (typabhängig) sind sie beugungsbegrenzt und daher auch für 5 MP-Sensoren geeignet. Für den Einsatz unter extremen Bedingungen sind Blue-Vision-Modelle ebenfalls in rüttelfesten Varianten, mit Festblende und verklebten Linsen, lieferbar.
Die T18-Serie hat einen Tubusdurchmesser von 28 mm (Blendenring 30,5 mm) und kann an diesem Umfang geklemmt werden. Die Objektive der T30-Baureihe sind lediglich im vorderen Teil 42 mm dick, haben aber ansonsten den Durchmesser der T18-Serie, so dass sie in den gleichen Halterungen Platz finden. Entsprechende Objektivhalter sind lieferbar.
Ausblick
Da die Blue-Vision-Serie speziell für blaues Licht optimiert ist, sind dessen Objektive nur bedingt für den Einsatz mit rotem oder gar infrarotem Licht geeignet. Die Entwickler von Vision & Control arbeiten daher schon an einer Objektiv-Serie für diesen Spektralbereich.
Text-/Bildquelle: Vision & Control GmbH
