Was ist der Unterschied zwischen MTF (Modulation Transfer Function) und CTF (Contrast Transfer Function)?
CTF drückt die Kontrastreaktion des Objektivs aus, wenn ein "quadratisches Muster" (Schachbrett-Stil) abgebildet wird; dieser Parameter ist der nützlichste für die Einschätzung von Kantenschärfe in messtechnischen Anwendungen. MTF hingegen ist eine Kontrastreaktion, die durch die Abbildung eines sinusförmigen Musters mit Graustufen von 0 und 255 erzielt wird. Dieser Wert ist schwieriger in einen nützlichen Parameter für Machine Vision Anwendungen zu verwandeln.
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Bedeutet Telezentrie, dass "die inneren oder äußeren Objektwände vollständig verschwinden"?
Nicht wirklich. Selbst mit perfekt telezentrischen Objektiven treffen nur die Hälfte der Strahlenkegel, die von den Rändern des Objekts kommen, tatsächlich auf den Detektor. Aus diesem Grund entsteht eine gewisse Unschärfe bei der Abbildung der inneren oder äußeren Objektkanten. Dieser Effekt kann mittels kollimierter Quellen reduziert oder sogar beseitigt werden. Back to top ↑
Was ist die Verzeichnungskorrektur?
Da telezentrische Objektive Objekte aus der wirklichen Welt sind, weisen sie eine gewisse Restverzeichnung auf, die die Messgenauigkeit beeinträchtigen kann. Die Verzeichnung beschreibt die prozentuale Abweichung der tatsächlichen von der idealen Bildhöhe und kann durch ein Polynom zweiter Ordnung näherungsweise bestimmt werden.
Wenn wir den radialen Abstand von der Bildmitte wie folgt bestimmen
Ra = tatsächlicher Radius
Re = idealer Radius
wird die Verzeichnung als Funktion von Ra berechnet:
dist (Ra) = (Ra - Re)/Ra = c*Raˆ2 + b*Ra + a
wo a, b und c konstante Werte sind, die den Verlauf der Verzeichnungskurve definieren. Zu beachten ist, dass "a" in der Regel Null ist, weil die Verzeichnung in der Bildmitte in der Regel Null ist.
In einigen Fällen könnte ein Polynom dritter Ordnung erforderlich sein, um eine perfekte Anpassung der Kurve zu erhalten.
Außer der radialen Verzeichnung ist auch die Trapezverzerrung zu berücksichtigen. Dieser Effekt kann, aufgrund der Fehlausrichtung zwischen optischen und mechanischen Komponenten, als perspektivischer Fehler betrachtet werden. Die Folge davon ist die Umwandlung von parallelen Linien im Objektraum in konvergente (oder divergierende) Linien im Bildraum.
Ein solcher Effekt, der auch als "Keystone-" oder "Thin Prism"-Effekt bekannt ist, kann leicht durch sehr gebräuchliche Algorithmen korrigiert werden. Diese Algorithmen berechnen den Punkt, an dem konvergente Linienbündel sich kreuzen.
Interessant ist, dass Radial- und Trapezverzeichnung zwei völlig unterschiedliche physikalische Phänomene sind. Demzufolge können sie mathematisch durch zwei voneinander unabhängige Funktionen der Raumtransformation korrigiert werden, die auch in der Folge angewendet werden können. Ein alternativer (oder zusätzlicher) Ansatz besteht darin, beide Verzeichnungen örtlich und unverzüglich zu korrigieren: Das Bild eines gitterartigen Musters wird verwendet, um die Summe der Verzeichnungsfehler und ihre Orientierung durch Bereiche zu definieren. Das Endergebnis ist ein Vektorfeld, in dem jeder Vektor mit einem bestimmten Bildbereich assoziiert wird. Jeder Vektor definiert die Korrektur, die auf die Messungen von x- und y-Koordinaten innerhalb der Bildbereichs anzuwenden ist.
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Warum ist "Telezentriebereich" ein irreführender Begriff?
Einige Anbieter sprechen von einem angeblichen "Telezentriebereich", was bedeutet, dass der maximale Fehler innerhalb eines bestimmten (in mm ausgedrückten) Tiefenbereichs, innerhalb einer bestimmten (in der Regel in Mikron ausgedrückten) Summe bleiben würde. Dieser Parameter ist etwas sinnlos und aus optischer Sicht möglicherweise irreführend. Einfallende Strahlenkegel weisen eine maximale, in Grad ausgedrückte Neigung auf, die von der Telezentrie des Objektivs abhängt. Weil die Strahlen im Raum "gerade verlaufen", kann man sagen, dass "der gesamte Raum telezentrisch ist"! Wir garantieren, dass unsere Objektive eine maximale telezentrische Neigung von, in Radianten umgerechnet, 0,1°, 0,0017 (1,7 mrad) haben, obwohl die typische Abweichung von der perfekten Telezentrie in Tests in der Regel die Hälfte davon, etwa 0,0008 rad (0,8 mrad), beträgt. Das bedeutet, dass der maximale Fehler für eine Verschiebung von 1 mm weniger als 1 Mikrometer beträgt.
Ein wesentlicher Unterschied zwischen uns und unseren Mitbewerbern ist, dass sie einen Wert für Telezentrie nur angeben, und wir diesen Parameter tatsächlich mit spezifischen Prüfgeräten messen und die Telezentrie jedes Objektivs mit einem Prüfbericht bescheinigen.
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Wie baue ich ein großes telezentrisches Objektiv zusammen?
Große telezentrische Objektive, wie TCxx120, TCxx144, TCxx192 und Tcxx240-Objektive, besitzen einen großen Montageflansch, der in der Mechanik eingebaut ist.
Sobald die Kamera montiert ist, kann die Rotationsphase der Kamera eingestellt werden, um Bildbereich und Detektorseiten auszurichten, gemäß einer dieser 3 Optionen:
- Aufbau eines Halteflanschs mit elliptischen Bohrungen: Die Objektiv + Kamera-Phase kann durch Drehen des gesamten Zusammenbaus eingestellt werden. Die Linse kann dann durch Einfügen von Schrauben in die Bohrungen auf dem Objektivflansch arretiert werden.
- Aufbau eines Halteflanschs, bei dem der Objektivflansch frei gedreht kann: Nachdem die richtige Phase gefunden ist, können die beiden Flansche zusammengeschoben und mittels Schrauben befestigt werden.
- Ein besonder, drehender C-Mount-Adapter kann auf Anfrage auf das Objektiv vormontiert werden. Wenn die richtige Phase gefunden ist, kann der Zusammenbau durch drei radiale Stifte gesperrt werden.
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Collimating sources
Sind die in der LTCL-Serie verwendeten Objektive die gleichen, die in kompatiblen telezentrischen Objektiven verwendet werden (z.B.: LTCL 120 im Vergleich zu TZ 12 120)?
Nein, es gibt Unterschiede zwischen telezentrischen Objektiven und Beleuchtungen, weil sie auf unterschiedliche Weise funktionieren (telezentrische Objektive nehmen "telezentrische Kegel" auf, während kollimierende Quellen im wesentlichen ein paralleles Strahlenbündel projizieren). Back to top ↑
Wird die Schärfentiefe für die Produkte der LTCL-Serie angegeben?
Da LTCL-Beleuchtungen nicht-bildgebende Komponenten sind, ist die Tiefenschärfe bedeutungslos: Kollimierte Beleuchtungen müssen immer in Kombination mit einem telezentrischen Objektiv verwendet werden, folglich können die Schärfentiefe und andere optische Angaben nicht, wie bei herkömmlichen Einzelleuchten, angegeben werden.
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Warum wird die Divergenz von kollimiernden Quellen nicht angegeben?
Da LTCL-Beleuchtungen in Kombination mit telezentrischen Objektiven verwendet werden müssen, hängt die Blendenöffnung des optischen Systems nur von der Aperturblende des telezentrischen Objektivs ab. Aus diesem Grund ist die Divergenz einer kollimierenden Quelle ein irrelevanter Wert. Die Divergenz der Beleuchtungen reicht von 0,1° bis 1°. Der Kollimationsgrad von LED-Quellen ist geringerer als der von Laserkollimatoren, welche hingegen aufgrund von stark die Messgenauigkeit beeinträchtigenden Beugungseffekten nicht wirksam in Bildverarbeitungs-Anwendungen eingesetzt werden können.
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Zu welchen Veränderungen kommt es hinsichtlich der Schärfentiefe eines telezentrischen Objektiv, wenn man eine telezentrischen Beleuchtung der LT CL-Serie mit kompatiblen telezentrischem Objektiv verbindet?
Die Verwendung einer kollimierten Quelle erhöht die natürliche Schärfentiefe des telezentrischen Objektivs um ca. +20/30%. Das hängt jedoch auch von anderen Faktoren ab, wie Linsenart, Lichtfarbe, Pixelgröße und Methode zur Berechnung der Schärfentiefe. Da die numerische Apertur (NA) einer Beleuchtung niedriger als die numerische Apertur des telezentrischen Objektivs ist, verhält sich das optische System so, als ob das Objektiv die gleiche numerische Apertur wie die Beleuchtung hinsichtlich der Schärfentiefe hätte, und behält dabei die gleiche Bildauflösung wie bei der numerischen Apertur des vorhandenen telezentrischen Objektivs.
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Warum gibt es keine Information über die Gleichmäßigkeit der Beleuchtung in der Dokumentation der LTCL-Serie?
Die Gleichmäßigkeit der Lichtquelle allein ist nicht sinnvoll: Wichtig ist nur die Gleichmäßigkeit der Bildhelligkeit, die durch die Kombination von Beleuchtung und telezentrischem Objektiv gegeben wird. Die durch diese Kombination gewährleistete Homogenität der Ausleuchtung befindet sich in der Regel innerhalb von +/- 10% Inhomogenität.
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Warum wird für diese Produkte GRÜNES Licht empfohlen?
Alle Objektive, die im sichtbaren Lichtspektrum arbeiten, einschließlich der OE telezentrischen Objektive, sind durch das ganze VIS-Spektrum achromatisiert. Allerdings sind die Parameter hinsichtlich Objektivverzeichnung und Telezentrie in der Regel für die Wellenlängen in der Mitte des VIS-Bereich optimiert, das heisst, grünes Licht. Außerdem ist die Auflösung tendenziell besser im Spektrum des grünen Lichts, wo die Achromatisierung fast perfekt ist.
"Grün" ist auch besser als "Rot", weil eine kürzere Wellenlängenbereich die Beugungsgrenze des Objektivs und die maximal erreichbare Auflösung erhöht.
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Warum sind die telezentrischen Objektive von OE® nicht mit einer Irisblende ausgestattet?
Unsere telezentrischen Objektive umfassen keine Irisblende, aber auf Anfrage können wir vor Versand die Blende des Objektivs wie gewünscht einstellen, ohne dass unseren Kunden dafür zusätzliche Kosten oder Verzögerungen entstehen.
Es gibt sehr viele Gründe dafür, wieso unsere Objektive keine Irisblende aufweisen, so dass die richtige Frage eigentlich so lautet: "Warum statten andere Hersteller ihre Objektive mit einer Irisblende aus?"
- Der Zusatz einer Irisblende erhöht den Preis eines Objektivs, auch wenn diese Funktion nur einmal oder zweimal im Laufe des gesamten Lebenszyklus des Produkts benutzt wird;
- durch das Einfügen einer Irisblende verliert die Mechanik an Präzision und die optische Ausrichtung an Genauigkeit;
- wir wären nicht in der Lage, die Objektive mit der gleichen Blende zu testen, die der Kunde verwendet;
- die Position der Irisblende ist weniger präzise als bei einer Metallblende: Dies wirkt sich stark auf die Telezentrie aus;
- die Geometrie der Irisblende ist polygonal, nicht kreisförmig: Dadurch wird die Neigung der Hauptstrahlen durch das Sichtfeld verändert und die Verzeichnung und Auflösung des Objektivs beeinflusst;
- Irisblenden können nicht so gut zentriert werden wie feste, runde Blenden: Eine korrekte Zentrierung ist wesentlich für eine gute Telezentrie des Objektivs;
- nur eine kreisförmige feste Blende ergibt die gleiche Helligkeit für alle Objektive;
- eine einstellbare Irisblende ist in der Regel nicht flach, und dies führt zu Ungewissheit in der Raststellung, die bei telezentrischen Objektiven von entscheidender Bedeutung ist;
- eine Irisblende ist ein beweglicher Teil, der unter den meisten Industriebedingungen Gefahren verursachen kann. Vibrationen können leicht die Mechanik lockern oder die Blendenöffnung des Objektivs ändern;
- die Einstellung der Irisblende kann versehentlich vom Benutzer verändert werden und dadurch würde die Konfiguration des ursprünglichen Systems verändert werden;
- Endnutzer bevorzugen weniger Optionen und weniger Einstellungen in einem MV-System;
- Blenden, die kleiner als OE® Blenden sind, haben keinen Sinn, da die Auflösung aufgrund der Beugungsgrenze abfällt. Andererseits würden viel größere Blenden die Schärfentiefe verringern.
Die Standard-Blende von OE®-Objektiven optimiert Bildauflösung und Schärfentiefe.
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Warum verfügen die OE® telezentrischen Objektive nicht über einen Mechanismus zur Scharfstellung?
Sowohl eine Irisblende als auch ein Mechanismus zur Scharfstellung verursachen ein mechanisches Spiel in dem beweglichen Teilen des Objektivs. Das wirkt sich negativ auf die Zentrierung des optischen Systems aus und verursacht eine Trapezverzerrung. Ein weiteres Problem betrifft die Radialverzeichnung: Die Verzeichnung eines telezentrischen Objektivs kann nur klein gehalten werden, wenn die Abstände zwischen den optischen Komponenten auf bestimmte Werte festgesetzt sind: Die Verschiebung jeglichen Elements aus der korrekten Position würde die Objektivverzeichnung vergrößern. Ein Fokussierungsmechanismus bewirkt eine unsichere Anordnung der Linsen in einem optischen System und ergibt keinen Verzeichnungswert. Die Verzeichnung würde dann andere Werte aufweisen, als die bei unserer Qualitätskontrolle gemessenen.
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Blendenzahl, effektive Blendenzahl und numerische Apertur
NA = sin(Theta)
Theta ist die Hälfte des Kegelwinkels, der durch die in das optische System eintretende oder aus ihm austretenden Strahlen begrenzt wird. Die Blendenzahl wird als Verhältnis zwischen der Apertur (D) und der Brennweite der Linse (f) definiert.
Blendenzahl = f/D
Für kleine Werte von Theta:
Blendenzahl = 1/(2 * NA)
folglich
NA = 1/(2 * Blendenzahl)
Beachten Sie, dass NA (und Blendenzahl) sich sowohl auf den Bild- als auch auf den Objektraum beziehen, da sie den Kegelwinkel von eintretenden und austretenden Strahlen definieren können. Normalerweise bezieht sich die Blendenzahl auf Bildraum und NA und wird eher im Objektraum (eintretende Strahlen) verwendet.
Bei Makroobjektiven, wie z.B. telezentrischen Objektiven, verliert der Parameter der Blendenzahl seine Bedeutung, weil das Objekt sich nicht in der unendlichen Position befindet; die effektive Blendenzahl sollte stattdessen verwendet werden. Diese zwei Parameter sind in folgender Formel enthalten:
Effektive Blendenzahl = (1 + Vergrößerung) * Blendenzahl
Beachten Sie auch, dass
NA (Objekt) = Vergrößerung * NA (Bild)
und folglich
effektive Blendenzahl(Objekt) = effektive Blendenzahl (Bild) / Vergrößerung.
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Schärfentiefe telezentrischer Objektive
Die Schärfentiefe ist in der Produktdokumentation angegeben: Für die meisten Objektive der TC-Serie entspricht die angegebene Schärfentiefe der gesamten Schärfentiefe bei Blendenzahl 8.
Am Rand der Schärfentiefe kann das Bild noch für die Messung verwendet werden, aber für ein sehr scharfes Bild sollte nur die Hälfte der nominalen Schärfentiefe berücksichtigt werden.
Die Schärfentiefe ist ein komplexer Parameter: Sie hängt von Vergrößerung, Blendenzahl, Wellenlänge, Pixelgröße sowie von der Empfindlichkeit des vom Kunden verwendeten Kantenextraktionsalgorithmus ab. Aus diesem Grund gibt es keine objektive oder standardisierte Möglichkeit, Schärfentiefe zu definieren: Sie ist ein subjektiver Parameter.
Eine einfache Faustregel für die schnelle Berechnung der Schärfentiefe:
Schärfentiefe = (WFN * p * k) / (V * V)
wo
V = Vergrößerung
WFN = effektive Blendenzahl
p = Pixelgröße (in Mikron)
k = anwendungsspezifische Parameter
Der k-Parameter ist bedingt durch die Anwendungsart. Für telezentrische Messanwendungen ist 0,008 ein vernünftiger k-Wert, während für Defektinspektionen k bei etwa 0,015 angesetzt werden sollte. Aufgrund der beidseitigen Telezentrie ist die Schärfentiefe unserer Objektive für bestimmte Vergrößerungen und effektive Blendenzahlen besser.
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Schnittweiteneinstellung
Viele Kameras halten sich nicht an den industriellen Standard für C-Mount (17,52 mm), der den Flansch-zu-Detektor-Abstand (Brennweite von Flansch) definiert. Abgesehen von allen Fragen hinsichtlich der mechanischen Ungenauigkeit berücksichtigen viele Hersteller die Stärke des Schutzglases des Detektors nicht. Auch allerdünnstes Schutzglas ist immer noch ein Teil des Flansch-zu-Detektor Abstands.
OE®-Objektive sind voreingestellt, um bei nominalem C-Mount-Abstand zu funktionieren; allerdings werden unsere telezentrischen Objektive mit einem Set von Zwischenringen und mit Anweisungen zur optimalen Schnittweiteneinstellung geliefert.
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LED-Pulsieren mit OE® Beleuchtungen
Die meisten der OE® LED-Beleuchtungen können durch eine 12 oder 24 V DC-Quelle versorgt werden. Die LED-Beleuchtung wird von einem inneren Schaltkreis (einem elektronischem Vorschaltgerät) betrieben, der sowohl die optische Durchsatz-Stabilität als auch einen sicheren Betrieb gewährleistet.
Anhand eines Trimmers auf der Rückseite des Gerätes kann der LED-Stromfluss und somit der Lichtstrom eingestellt werden. Falls bei sehr kurzen Belichtungszeiten eine pulsierende Quelle benötigt wird, kann die LED-Beleuchtung direkt durch den Anschluss eines dritten unabhängigen Kabels versorgt werden. Angaben zum Pulsbetrieb finden Sie in unseren Produktbroschüren.
Wenn man eine Kombination aus einer kollimierten Quelle der LTCL-Serie mit einem telezentrischen Objektiv verwendet, wird das gesamte von der Lichtquelle ausgestrahlte Licht vom telezentrischen Objektiv gesammelt. Dadurch ist diese Konfiguration hinsichtlich der Energiebilanz erstaunlich effizient. Der Detektor ist sehr hell beleuchtet, was sehr kurze Integrationsszeiten ermöglicht und von der Notwendigkeit eines Pulsbetriebs befreit.
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Beugungsgrenze und Kontrastübertragungsfunktion mit kleinen Pixeldetektoren
Viele Integratoren benutzen hochauflösende Kameras und sehr kleine Pixel, ohne die effektive Leistung des Objektivs in Betracht zu ziehen. Die Auflösung eines Objektivs wird in der Regel durch die MTF-Grafik (Modulationsübertragungsfunktion) ausgedrückt, die die Linsenreaktion durch die Abbildung eines sinusförmigen Musters aufzeigt. Allerdings ist die CTF (Kontrastübertragungsfunktion) ein interessanterer Parameter. Sie zeigt den Kontrast anhand der Abbildung eines schwarz-weißen Streifenmusters und simuliert so das Verhalten einer Linse bei der Abbildung einer Objektkante.
Wenn "s" die Stärke eines weißen oder schwarzen Streifens im Objektraum ist, wird die zugehörige Ortsfrequenz w (in der Regel in Linienpaaren/mm ausgedrückt) wie folgt berechnet:
w = 1/2s.
Für jeden Wert von w wird der Kontrast wie folgt berechnet:
CTF (w) = (Iw - Ib) / (Iw + Ib)
wo Iw und Ib die maximalen, auf der Bildebene zu messenden Intensitäten (oder "Graustufen") für die jeweils weißen und schwarzen Streifen sind.
Die CTF ist durch die Beugung begrenzt. Die Grenze nimmt mit steigender Blendenzahl ab: Für eine vorgegebene Ortsfrequenz w steigt die CTF mit zunehmender effektiver Blendenzahl.
Gleichzeitig wird die CTF auch durch den Wellenlängenbereich bedingt: Je kürzer die Wellenlänge, desto höher die CTF. Wenn man die CTF als Funktion dieser Parameter darstellt, ergibt sich Folgendes:
CTF = CTF (w , WFN, Lambda)
wo
w = Ortsfrequenz in Linienpaaren/mm
WFN = effektive Blendenzahl
Lambda = Wellenlänge (in mm)
die "Grenzfrequenz" wird als w-Wert definiert, für welchen
CTF = 0
was zutrifft, wenn
w = 1/( CTF * Lambda)
zum Beispiel, ein Objektiv der TC-Serie mit der effektiven Blendenzahl 8, angesiedelt im grünen Lichtspektrum (Lambda = 0,000587 mm), hat eine Grenzfrequenz von
w(Grenz) = 1/(8 * 0,000587) = 213 lp/mm
was einer Pixelgröße von etwa 1 / (2 * 213) = 2,3 Mikron entspricht.
Theoretisch würde niemand eine Linse mit sehr schwachem Kontrast (CTF) bei der Ortsfrequenz der Pixel verwenden; allerdings scheint eine kleine Pixelgröße sich positiv auf die Reduzierung von Bildrauschen und die Definition des Objektprofils auszuwirken.
Obwohl die Erhöhung der Auflösung weniger proportional als die Pixelgröße ist (weil die CTF-Kurven abnehmen, wenn die Ortsfrequenz steigt), gibt es deswegen trotzdem noch einige gute Gründe, um kleine Pixel zu verwenden. Ferner erfolgt die Kantendetektion in zwei Dimensionen. Daher lässt eine starke Verringerung der Pixelgröße die Anzahl der Pixel in einem bestimmten Bildbereich steigen und die Kantendetektion wahrscheinlich effizienter werden.
Man könnte sagen, dass eine kleinere Blendenzahl die CTF-Kurve ansteigen lässt. Auf der anderen Seite hingegen verursacht eine kleine Objektdefokussierung Unschärfe und Kontrastabfall. Das wäre dieselbe Wirkung wie bei einer Verringerung der CTF-Werte! 3,45 Mikron-Pixel (z.B. in 5,5 Mpix-Kameras) bewirken eine Ortfrequenz von etwa 1/0, 00345 = 289 Linien/mm, ca. 150 Linienpaare/mm. OE-Vis telezentrische Objektive sind bis zu dieser Frequenz fast beugungsbegrenzt und somit mit diesem Detektortyp kompatibel.
Für noch kleinere Pixelgrößen hat OE die telezentrischen UV-Objektive konzipiert. Diese Objektive arbeiten im UV-Wellenlängenbereich (bei kürzeren Wellenlängen). Das erhöht die Beugungsgrenze und macht die Auflösung mit sehr kleinen Pixelgrößen kompatibel.
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F-Mount-Schnittstelle und Flankenspiel
Viele standardisierte F-Mount-Adapter für Standard-Fotoobjektive leiden unter Flankenspiel: Die F-Mount-Schnittstelle ist in sich elastisch, weil sie auf vorgespannten Federn basiert.
F-Mount ist ein kommerzieller und nicht ein industrieller Standard, es gibt somit keinen objektiven Bezug für die Definierung der Federvorspannung oder der genauen mechanischen Toleranz.
Aufgrund ihrer Elastizität könnte die F-Mount-Schnittstelle problematisch sein, wenn das Kameraobjektiv schwer ist und das System Vibrationen ausgesetzt ist (selbstverständlich ist es nicht empfehlenswert, das Objektiv allein mit dem Kamera-F-Mount an der Kamera zu befestigen).
Mögliche Wege zur Überwindung des Flankenspiels könnten sein:
- auch die Kamera zu arretieren;
- verschiedene Kamera-Adapter auszuprobieren;
- die Vorspannung der Federn zu erhöhen.
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Beschichtungarten von Patterns
OE® liefert sowohl lasergravierte als auch photolithographische Pattern für Projektion oder Kalibrierung von Verzeichnung.
Lasergravur
In diesem Prozess wird dielektrisches Material in mehreren Schichten auf das Glassubstrat aufgebracht. Das Ergebnis ist ein „dichroitischer" Spiegel, ähnlich einer Aluminiumbeschichtung. Teile des Substrats werden dann durch einen Laser entfernt, sodass die gravierte Oberfläche lichtdurchlässig wird. Diese Technik ist schnell und kostengünstig, aber nicht sehr präzise, da die Größe des Laserstrahls 30-40 Mikrometer beträgt. Die tatsächliche geometrische Auflösung dieses Prozesses kann nicht genau angegeben werden kann.
Fotolithografie
In diesem Prozess ist das Glassubstrat mit einer Chromschicht vorbereitet. Mit einer ähnlichen Technik wie bei der Herstellung von Elektronikplatinen wird ein Fotolack auf die Chromschicht aufgetragen und dann mit UV-Licht entwickelt. Anschließend wird Säure verwendet, um die nicht entwickelten Bereiche des Fotolacks zu entfernen, so dass das gewünschte Chrommuster auf der Glasoberfläche zurückbleibt. Da die UV-Entwicklung mit einem Hochpräzisionsplotter durchgeführt wird, kann eine geometrische Genauigkeit im Bereich von wenigen Mikrometern auf einer Fläche von einigen Zentimetern leicht erreicht werden. Die Rauheit der Konturen ist ebenfalls sehr gering und liegt im Bereich von 1,5 Mikron oder weniger.
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Kann kollimiertes Licht Störeffekte erzeugen?
Kollimiertes Licht ist die beste Wahl für die Inspektion von Objekte mit gebogener Kante. Daher wird diese Beleuchtungstechnik von unseren Kunden häufig angewendet, wenn sie mit Messsystemen für Schäfte, Rohre, Schrauben, Federn, O-Ringe oder ähnliche Prüfteile arbeiten. Kollimiertes Licht erzeugt jedoch sowohl destruktive als auch konstruktive Störeffekte, da die Strahlquelle nur teilweise kohärent ist, eine physische Eigenschaft dieser Beleuchtung.
Diese Effekte zeigen sich in der Helligkeitsverteilung, die sich von Standardbeleuchtungen wie etwa Hintergrundleuchten, die zwar Ränder perfekt homogen abbilden, aber nicht mit allen Arten von Objekten verwendet werden können (zum Beispiel Zylinderformen).
Mit Bibliotheken für die Bildbearbeitung können stärkere oder schwächere Ausleuchtung am Objektrand (heller Rand oder grosse Schattenflächen) kompensiert werden, indem durch eine Dimensionsanalyse die normalen Beleuchtungsbedingungen hergestellt werden.
Wenn Objekte mit stark variierenden Formen und Oberflächen gemessen werden sollen, müssen die Bildbearbeitungsparameter verändert werden. Das einfallende Licht wird zerstreut, reflektiert oder blockiert und das Objekt wird so zu einem Bestandteil des optischen Systems. In diesem Sinne untersucht eine kontaktlose optische Messung die vom Objekt erzeugte Störung: Dies kann bei der Messung (bei jeder Beleuchtung) von zwei Objekten gleicher Dimensionen aber unterschiedlicher Oberflächentextur beobachtet werden.
Hier klicken für eine detailliertere Untersuchung des Effekts.
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