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Objektive für die Bildverarbeitung in extremen Umgebungen müssen entsprechend belastbar sein. |
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Belastbarkeit wird unterschiedlich definiert. |
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Für neue Anwendungen ist eine noch höhere Belastbarkeit gefragt. |
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Anforderungen an Belastbarkeit: Geringerer Pixelshift und Erhaltung der Punktstabilität |
Objektive in extremen Umgebungen müssen besondere Anforderungen erfüllen, die über die Erwartungen an normale Standardobjektive hinausgehen. In der Fertigungsautomatisierung, Robotertechnik sowie Industrieinspektion verwendete Objektive sind oft Vibrationen, Stößen, Temperaturänderungen und Verunreinigungen ausgesetzt. Durch eine robustere Ausführung sollen diese Objektive extremen Anforderungen widerstehen. Dies wird zunehmend bedeutsamer, da weltweit neue Märkte wie Robotertechnik, Automatisierung und autonome Systeme an Bedeutung gewinnen. Die meisten Objektive, die als "belastbar", "robust" oder "für extreme Umgebungen geeignet" bezeichnet werden, sind robuste Ausführungen für die Industrie, um Kosten zu senken und Fokusänderungen durch Stöße und Vibrationen zu verhindern. Dazu wird die Mechanik vereinfacht. Diese branchenübliche, robustere Ausführung für die Industrie reicht jedoch für anspruchsvollste Anwendungen nicht aus, bei denen auch die Kalibrierung eines Bildverarbeitungssystems erhalten bleiben muss. Eine andere Möglichkeit zur Erhöhung der Belastbarkeit sind sogenannte stabilisierte Ausführungen, um Pixelshifts zu reduzieren und die Objektive vor Stößen und Vibrationen zu schützen.
Bei robusten Industrieprodukten wird die Objektivmechanik vereinfacht, indem die verstellbare Blende durch eine feste Apertur und der nicht mitdrehende Doppelgewindezylinder durch ein Einfachgewinde und eine stabile Feststellmechanik ersetzt werden, beispielsweise durch eine Klemme, Mutter oder Feststellschraube. Die geringere Zahl beweglicher Teile senkt die Kosten für das Objektiv und es wird im Vergleich mit standardmäßigen Bildverarbeitungsobjektiven stabiler, sodass es unwahrscheinlicher ist, dass der Fokus des Objektivs durch geringfügige Stöße oder Vibrationen verändert wird. Starke Stöße und Vibrationen führen jedoch auch hier zur Dezentrierung der einzelnen Optikkomponenten im Objektiv und zu einem Pixelshift – d. h. die Objekte sind einem falschen Punkt auf dem Bildverarbeitungssensor zugeordnet (siehe Abbildung 1 und Abbildung 2).
Durch die stabilisierte Ausführung sind die Objektive besser vor stärkeren Vibrationen und Stößen geschützt als die robusten Ausführungen für die Industrie, außerdem bleibt die optische Punktstabilität und Positionierung erhalten. Stabilisierte Ausführungen von Objektiven besitzen die gleichen einfachen Mechaniken wie robuste Industrieobjektive. Es fehlt beispielsweise die verstellbare Blende, die Fokuseinstellung ist vereinfacht und alle Einzelelemente in dem Objektiv sind mit Kleber fixiert, um Bewegungen im Gehäuse zu verhindern. Dadurch bleibt der Fokus auch bei starken Stößen und Vibrationen erhalten und es kommt nicht zu einem Pixelshift, was bei kalibrierten Bildverarbeitungssystemen besonders wichtig ist. In Abbildung 3 und 4 ist zu erkennen wie sich durch den fehlenden Pixelshift die Bildeigenschaften verbessern. Durch die stabilisierte Ausführung können kalibrierte Gerät an einem Standort gefertigt und an einen anderen Standort geliefert werden, ohne dass die Kalibrierung verloren geht. Die meisten als "belastbar" bezeichneten Objektive sind robuste Ausführungen für die Industrie und weisen nicht die zusätzlichen Vorteile stabilisierter Ausführungen auf.
Erfahren Sie mehr über die verschiedenen Möglichkeiten robuster Ausführungen in unserem Webinar von Greg Hollows, Leiter des Fachbereichs Imaging bei Edmund Optics®..
Edmund Optics® ist einer der führenden Anbieter von stabilisierten Bildverarbeitungsobjektiven und fertigt auf Anfrage robuste Objektive. Diese Objektive eignen sich ideal für extreme Umgebungen mit Stoß- und Vibrationsbelastungen sowie für kalibrierte Bildverarbeitungsanwendungen, beispielsweise autonome Fahrzeuge, sichtgesteuerte Robotertechnik, Mess- und Prüfeinrichtungen sowie die Objektverfolgung.
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Stabilisierte Ausführungen minimieren die Pixelshifts nach Stoß- und Vibrationsbelastungen. |
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Die einzelnen Elemente des Objektivs sind im Gehäuse verklebt, um die optische Punktstabilität zu erhalten. |
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Die Objektive bieten einen vereinfachten Fokussiermechanismus, es ist eine breite Auswahl an festen Blenden verfügbar. |
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Es gibt eine Fokusarretierung aus Edelstahl mit C-Mount. |
Wo finde ich weitere Informationen zu den verschiedenen Arten von Robustheit?
Meine Anwendung erfordert andere technische Daten als für die Standardobjektive angegeben. Gibt es kundenspezifische Versionen?
Ja, Edmund Optics® vefügt über erfahrene Optik- und Mechanikingenieure sowie Fertigungseinrichtungen nach dem neusten Stand der Technik zur Produktion von Prototypen und Serien. Wir liefern das Objektiv, das Sie für Ihre Anwendung brauchen. Weitere Informationen erhalten Sie bei unseremtechnischen Vertrieb.
Ich verwende derzeit ein anderes Bildverarbeitungsobjektiv von Edmund Optics®. Kann ich dieses Objektiv in einer robusten Ausführung erhalten?
Ja, wir können das Objektiv als robuste Ausführung liefern und auch weitere Modifikationen vornehmen, wie beispielsweise Änderungen des Gehäuses oder des Arbeitsabstands, Integration von Filtern oder Flüssiglinsen, Austausch der Blende und viele mehr. Weitere Informationen erhalten Sie bei unserem technischen Vertrieb.
Sind für die Objektive der Cr Serie Zemax-Daten erhältlich?
Können Objektive durch die robuste Ausführung versiegelt werden?
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