×

Artikel Vision & Control GmbH

Optiken für Hyper- und Multispektral-Imaging

Optiken für Hyper- und Multispektral-Imaging

Letzte Änderung: Autor: Vision & Control GmbH

In der Welt der modernen Bildgebungstechnologien eröffnet die spektrale Bildgebung völlig neue Möglichkeiten zur Identifizierung und Analyse verschiedenster Materialien.

▼ mehr lesen

In der Welt der modernen Bildgebungstechnologien eröffnet die spektrale Bildgebung völlig neue Möglichkeiten zur Identifizierung und Analyse verschiedenster Materialien. Dank der maßgeschneiderten Optik und Beleuchtung für Hyper- und Multispektral-Imaging können spezifische Eigenschaften und Strukturen von Materialien sichtbar gemacht werden, die mit bloßem Auge oder herkömmlichen Bildgebungstechniken nicht erkennbar wären.

Bei Hyper- und Multispektral-Imaging wird Licht in spezifischen Wellenlängenbereichen genutzt, um detaillierte Informationen über die chemische Zusammensetzung und physikalische Struktur von Materialien zu gewinnen. Denn jedes Material hat eine einzigartige Reflexionsintensität im Spektrum, die zur Identifizierung verwendet werden kann. Diese Eigenschaft ist entscheidend für Anwendungen, wie die Qualitätssicherung in der Industrie, die medizinische Bildgebung oder die Umweltüberwachung.

 

Anforderungen an die Optik für spektrale Bildgebung

 

Für die optimale spektrale Bildgebung sind spezielle Anforderungen an die Optik erforderlich:

  • Minimale Anpassung des Arbeitsabstandes (WD): Laterale chromatische Aberration soll geringgehalten werden, um scharfe und genaue Bilder zu gewährleisten.
  • Chromatische Korrektur/Optimierung: Die Optik muss auf den spezifischen Spektralbereich der Anwendung abgestimmt sein. Eine spezialisierte Charakteristik ist hier wichtiger als eine breitbandige Abdeckung.
  • Gleichmäßige Lichtdurchlässigkeit: Besonders bei Wellenlängen über 1400 nm darf die Lichtdurchlässigkeit des Objektivs nicht zu stark abnehmen.
  • Spezifische Anpassungen: Diese umfassen primäre Vergrößerung (PMAG), Arbeitsabstand (WD), Platzbeschränkungen und Schärfentiefe (DoF). Diese Anforderungen gelten sowohl für telezentrische als auch für entozentrische und epizentrische Objektive.

 

Optische Lösungen: APOchromatische Korrektur

 

Ein wesentlicher Aspekt der optischen Lösungen ist die apochromatische Korrektur. Dabei wird die chromatische Dispersion, die durch unterschiedliche Brennweiten bei verschiedenen Wellenlängen entsteht, durch die systematische Kombination verschiedener Glastypen korrigiert. Ein Beispiel hierfür ist die Kombination von Kurzflint (KzF)-Glas. Die Abbe-Zahl (ν) ist ein Maß für diese Dispersion, wobei Δf (Farbquerfehler) umgekehrt proportional zur Abbe-Zahl ist. Die Entwicklungen in der apochromatischen Korrektur und der innovativen Beleuchtungstechnik tragen dazu bei, dass diese Technologie in verschiedensten Anwendungsbereichen immer weiter voranschreitet und neue Möglichkeiten eröffnet.

 

TO66/11.0-120-V-VSWIR für 2/3-Zoll-Sensoren

 

Für das vicotar® BLUE Vision-Objektiv TO66/11 wurde die apochromatische Korrektur angewandt, um die Optik für den VIS- bis SWIR-Bereich zu optimieren.

 

Die geringe Anpassung des Arbeitsabstandes (WD) und die Diffraction MTF bei Blende F14 unterstreichen die hohe Präzision dieser Optik.

Vision & Controls bi-telezentrische Objektive, ursprünglich für VIS+NIR konzipiert, sind vielseitig einsetzbar und bieten herausragende Leistung im SWIR-Bereich.

Die Kombination aus innovativer Technologie und präziser Anpassung an die jeweiligen Anforderungen macht Vision & Control zu einem führenden Anbieter in diesem zukunftsweisenden Bereich.

Innovative Objektive für Spezialanwendungen – Präzision für außergewöhnliche Einsatzzwecke

Innovative Objektive für Spezialanwendungen – Präzision für außergewöhnliche Einsatzzwecke

Letzte Änderung: Autor: Vision & Control GmbH

Außergewöhnliche Optik-Anwendungen in anspruchsvollen Bereichen wie Messtechnik, Halbleiterfertigung, Biowissenschaften oder Automatisierung stehen vor der Herausforderung, exakt passende optische Komponenten zu finden, denn Lösungen von der Stange führen allzu häufig nur zu mittelguten Ergebnissen.

▼ mehr lesen

Vision & Control GmbH löst als Optik-Experte und OEM-Zulieferer solche Probleme – mit maßgeschneiderten Objektiven für höchste Ansprüche.

Die spezifischen Anpassungen von Vision & Control ermöglichen eine präzise Bildgebung bei geringem Aufwand. Neben einer höheren optischen Qualität bieten sie noch weitere Vorteile gegenüber Standardlösungen: Sie optimieren den Bauraum und ermöglichen zeitsparende Prozesse, vor allem bei Inline-Inspektionen, etwa im Rahmen der Qualitätskontrolle. 

Beispiele für die Produkte von Vision & Control sind maßgeschneiderte Objektive mit niedriger Schärfentiefe und hoher Numerischer Apertur (NA) – sie ermöglichen es, exakt auf kritische Elemente der zu inspizierenden Objekte zu fokussieren und sie dadurch gezielt im Blickfeld hervorzuheben. So lassen sich – gegebenenfalls auch mit Laserunterstützung – verborgene Details sichtbar machen, die für die Qualitätskontrolle bedeutsam sind. Für Anwendungen, die eine präzise Erfassung der Oberflächenstrukturen erfordern, hat Vision & Control vergrößernde Doppel-Gauss-Objektive mit einem NA-Wert von mehr als 0,1 im Programm.

Die Multi-Aperture-Objektive von Vision & Control kombinieren mehrere Bildmodi in einem System. Ausgestattet mit hochauflösenden VIS-Sensoren, Polarisationssensoren und Short-Wave-Infrared-(SWIR)-Sensoren wie dem IMX990, sind diese Objektive ideal für Anwendungen, bei denen mehrere verschiedene Bildmodi erforderlich sind. Das spart Zeit und Raum im Produktionsprozess.

Ein weiteres Beispiel für anspruchsvolle optische Lösungen aus unserem Hause sind Multi-Mess- beziehungsweise Split-Field-Objektive. Diese Technologie ermöglicht es, eine Abbildung in spezifische „Points of Interest“ (POI) aufzuteilen und damit mehrere Bereiche simultan zu inspizieren. Für diese Art von spezifischen Anwendungen hat Vision & Control sein Multikamerasystem vicosys im Angebot, das dank blitzschneller Bildverarbeitungsprozesse bis zu 8 Kameras steuern und das Ergebnis dank zertifizierter Schnittstellen genauso zügig an die Anlagensteuerung weitergeben kann.

Für spezielle Anwendungen, etwa zur Kontrolle im Rahmen der industriellen Prozesskontrolle, haben wir entozentrische Objektive mit integrierter koaxialer Beleuchtung im Programm. Diese ermöglichen es, mithilfe eines dichroitischen Spiegels Laseranwendungen präzise zu verfolgen, und gewährleisten eine fokussierte Laserführung und damit eine optimale Bildgebung.

Des Weiteren bieten wir spezielle Lösungen für Beleuchtungen im SWIR- (Short Wave Infrared) und NIR- (Near Infrared) Spektralbereich, die eine Materialidentifikation durch spektrale Bildgebung ermöglichen. Sie machen sich den Umstand zunutze, dass Materialien Licht über das elektromagnetische Spektrum in unterschiedlicher Stärke reflektieren. Dieser Effekt wird beispielsweise in der Halbleiterinspektion genutzt. Für Anwendungen im SWIR-Bereich entwickelt Vision & Control auch telezentrische Objektive, die keine Nachfokussierung bei verschiedenen Wellenlängen erfordern. Solche Objektive werden in Anwendungen eingesetzt, die eine besonders hohe Präzision und Transmission erfordern.

Für die Inspektion größerer Objekte bieten sich unsere telezentrische Großfeld-Objektive an, die durch die Fresnel-Technik ein niedrigeres Gewicht und niedrigere Kosten im Vergleich zu herkömmlichen Objektiven mit großem Durchmesser ermöglichen. Kompakte Weitfeld-Objektive für Zeilenkameras können nach Kundenspezifikationen bereitgestellt werden. 

Flüssiglinsen in der Bildverarbeitung

Flüssiglinsen in der Bildverarbeitung

Letzte Änderung: Autor: Vision & Control GmbH

Flüssiglinsen ermöglichen eine schnelle, präzise Fokusanpassung ohne mechanische Bewegung. Vision & Control setzt diese Technologie gezielt für die industrielle Bildverarbeitung ein, um Inspektions- und Messprozesse effizienter und flexibler zu gestalten.

▼ mehr lesen

Durch die Integration zwischen Kamera und Objektiv entfällt der Bedarf an beweglichen Fokuseinheiten, was kompakte und robuste Systemarchitekturen ermöglicht. Diese Eigenschaft macht Flüssiglinsen besonders attraktiv für Anwendungen mit wechselnden Objektabständen oder variierenden Inspektionsebenen.

Das Bildverarbeitungssystem vicosys® steuert Flüssiglinsen direkt an und ermöglicht so eine hochdynamische Anpassung in Millisekunden. Dies erlaubt die präzise Erfassung von Objekten in unterschiedlichen Tiefenebenen innerhalb eines einzigen Prüfprozesses. Besonders in automatisierten Fertigungsumgebungen und Robotikanwendungen, in denen sich Arbeitsabstände kontinuierlich ändern, sorgt diese Technologie für eine zuverlässige Scharfstellung. Die direkte Integration über den IO-Stecker bestimmter Kameramodelle reduziert zudem den Verkabelungsaufwand und optimiert die Systemintegration.

Typische Einsatzbereiche umfassen die dynamische Objektpositionierung, die Inspektion von Bauteilen mit komplexer Geometrie sowie die Analyse schwer zugänglicher Innenstrukturen. Beispielsweise lassen sich Schriftzeichen oder Codes auf unterschiedlich positionierten Objekten zuverlässig erfassen, während Messaufgaben auf mehreren Tiefenebenen ohne mechanische Umstellung realisiert werden können. In der Qualitätssicherung bietet die Technologie entscheidende Vorteile, da sich Prüfprozesse durch die schnelle Fokusanpassung optimieren lassen.

Mit der Kombination aus Flüssiglinsen und leistungsfähiger Bildverarbeitung schafft Vision & Control eine flexible, kosteneffiziente Lösung für anspruchsvolle industrielle Anwendungen. Unternehmen profitieren von einer verbesserten Prozesssicherheit, reduzierten Integrationskosten und einer wartungsarmen Fokusanpassung, wodurch sich Produktivität und Qualität in modernen Produktionsprozessen nachhaltig steigern lassen.

vicotar® Telezentrische Großfeldobjektive

vicotar® Telezentrische Großfeldobjektive

Letzte Änderung: Autor: Vision & Control GmbH

Kürzer und Leichter Telezentrische Großfeldobjektive erreichen bisher nicht realisierbare Gesichtsfelder bei gleichzeitig telezentrischer Abbildung. Mit ihrer FRESNEL-Linsen-Architektur sind Großfeldobjektive aus dem Hause Vision & Control erheblich kürzer und leichter als vergleichbare Glasobjektive.

▼ mehr lesen

Große Objekte

Bedingt durch Ihre technische Ausführung eignen sie sich besonders für die telezentrische, monochrome Inspektion von großen Objekten, Prüfobjekten mit tiefen Konturen oder Durchgängen, magazinierten Teilen sowie der Montage- und Bestück-Kontrolle.


Vom Schaufenster zur kundenspezifischen Optik

Der Katalog von Vision & Control hält eine Auswahl an Großfeldobjektiven bereit, die unseren Kunden viele Anwendungsmöglichkeiten bieten und darüber hinaus das Schaufenster unserer Technologie und Qualität darstellen. Als OEM Service, können wir Ihr kundenspezifisches Großfeldobjektiv anpassen und vergleichsweise schnell zur Lieferung bringen.


Monochromatische Bildverarbeitung

Die Großfeldobjektive mit Fresnel-Technologie können zur monochromatischen Bildverarbeitung im Bereich des VIS und NIR Spektralbereichs eingesetzt werden. Die folgenden Artikel stellen eine Auswahl mit speziellen Filterelementen dar und sind auch ohne oder mit anderen Filterelementen erhältlich.

Perfektes Licht für Messtechnikanwendungen

Perfektes Licht für Messtechnikanwendungen

Letzte Änderung: Autor: Vision & Control GmbH

Für die Zusammenarbeit mit unseren vicotar® Objektiven der BlueVISION-Serie entwickelt - zwei neue Serien vicolux® Telezentrische Beleuchtungen, mit Schwerpunktwellenlängen in den Lichtbereichen Blau und IR.

▼ mehr lesen

Schwerpunktwellenlängen sind Blau und IR, womit die neuen TZB-Serien 28 und 38 optimal als Hintergrundbeleuchtung in Kombination mit den telezentrischen Objektiven vicotar® TO18 und TO30, sowie TOB11 und TOB22 einsetzbar sind. Lieferbar sind von jedem Modell drei elektrische Varianten - P-24V Standard für Durchlichtanwendungen, HP-24V für Auflicht und die SL-Varainten für Durch- und Auflicht sind blitzbar. Insgesamt stehen unseren Kunden 12 neue telezentrische Beleuchtungen für divere Einsatzmöglichkeiten zur Verfügung.


Dank geringer Divergenz und einer hohen Lichtleistung sind die TZB28 und TZB 38- Serien hervorragend geeignet für die gezielte Hervorhebung von Kanten und Oberflächenstrukturen sowie zur Detektion von Einschlüssen und Fehlstellen in transparenten Materialien und im Auflicht.

Die gewohnte Portfoliokompatibilität zeigt sich in umfangreichem Zubehör von Filteradaptern über Objektivhalter bis Umlenkspiegel und vielfältigen Befestigungsmöglichkeiten.

Thermographische Qualitätsprüfung von Spritzgussteilen - Thermografie

Thermographische Qualitätsprüfung von Spritzgussteilen - Thermografie

Letzte Änderung: Autor: Vision & Control GmbH

Die visuelle Prüfung von Kunststoffteilen aus dem Spritzguss ist zeitraubend und unzuverlässig. Mit der ThermoInspection verfolgt Vision & Control hier einen neuartigen Ansatz mittels Wärmebildkamera.

▼ mehr lesen

Kunststoffteile für die Automobilindustrie unterliegen strengen Qualitätskriterien. Werden defekte Rastnasen, Überfüllungen oder fehlendes Material vom Zulieferer übersehen, kann das teure Folgen haben. Mit konventionellen visuellen Prüfmethoden sind manche Fehler allerdings nur schwer oder gar nicht zu entdecken. Wichtige Details, wie etwa Rastnasen, sind mit klassischer Beleuchtung vor dem Hintergrund des Gusskörpers kaum zu erkennen. Zudem ist die Beleuchtungsauslegung für verschiedene Bauteile zeitraubend und fehleranfällig.

Dagegen liefert eine Wärmebildkamera von den noch warmen Spritzgussteilen ein sehr kontrastreiches Bild. Selbst Rastnasen heben sich bei Betrachtung der Wärmeverteilung deutlich vom Hintergrund ab, weil sie rascher abkühlen als das massive Material. In Zusammenarbeit mit Industriethermografie Schweiger hat der Bildverarbeitungsspezialist Vision & Control aus diesem innovativen Ansatz ein thermografisches Prüfsystem für große Kunststoffteile aus der Spritzgussfertigung entwickelt. Unmittelbar nach dem Spritzen nimmt ein Roboter das Bauteil aus der Form und hält es in verschiedenen Positionen vor die Wärmebildkamera. So können zum Beispiel die letzte Füllstelle, Rastnasen, der Einspritzpunkt oder andere funktionsrelevante Details genauestens inspiziert werden.

Als Wärmebildkamera kommt im ThermoInspection genannten System entweder die FLIR A35 (IR-Auflösung 320 x 256 Pixel)oder die FLIR A65 (IR-Auflösung 640 x 512 Pixel) zum Einsatz. Die Bildverarbeitung übernimmt das Mehrkamerasystem vicosys® 5400. Neben 16 Kameraeingängen bietet es auch vier Power-over-Ethernet-Schnittstellen. Sein Betriebssystem webHMI arbeitet vollständig Web-basiert. Es ist kompatibel zu allen gängigen Browsern und Steuerungsoberflächen in der Fertigungsumgebung. So kann praktisch jedes Eingabegerät im gleichen Netzwerk mit ThermoInspection kommunizieren - ob es nun der PC direkt an der Maschine, der Rechner im Büro der Qualitätssicherung oder das Tablett in der Hand des Technikers vor Ort ist. Dank seines klar strukturierten Bedienkonzepts ist es für den Anwender sehr einfach, neue Prüfungen anzulegen.

Die ThermoInspection ist bereits erfolgreich bei Thermografie Schweiger und dem führenden Autoteilezulieferer Magna HIG im Einsatz.