Präzision und Effizienz in der optischen Vermessung dank telezentrischer Technologie
Optische Vermessungen sind in zahlreichen Anwendungen von entscheidender Bedeutung. Sei es in der dimensionalen Kontrolle von Produkten, in der Mikroskopie oder in der Robotik. Die Genauigkeit und Reproduzierbarkeit dieser Messungen hängt oft von der Qualität der eingesetzten Optik ab. Hier kommen telezentrische Objektive und Beleuchtungen ins Spiel, die immense Vorteile bieten.
Telezentrische Objektive: Verzerrungsfreie Präzision
Telezentrische Objektive sind die unverzichtbaren Helfer, wenn es um hochgenaue optische Vermessungen geht. Ihr herausragendes Merkmal ist die Eliminierung perspektivischer Verzerrungen. Diese Verzerrungen, die bei herkömmlichen Objektiven auftreten, können die Genauigkeit der Messungen erheblich beeinträchtigen. Telezentrische Objektive sorgen dafür, dass Lichtstrahlen parallel zur optischen Achse verlaufen, was zu einer konstanten Bildgröße und Tiefenschärfe führt. Dies ermöglicht äußerst präzise und reproduzierbare Messungen.
Telezentrische Beleuchtungen: Gleichmäßige Helligkeit und klare Sicht
Neben den telezentrischen Objektiven sind auch die Beleuchtungen von entscheidender Bedeutung. Telezentrische Beleuchtungen wurden speziell entwickelt, um eine gleichmäßige und parallel einfallende Beleuchtung auf das zu vermessende Objekt zu gewährleisten. Hier sind einige der wichtigsten Merkmale und Funktionsweisen:
Parallelität der Lichtstrahlen: Telezentrische Beleuchtungen erzeugen Lichtstrahlen, die parallel zur optischen Achse verlaufen. Dies gewährleistet, dass das Licht aus allen Winkeln gleichmäßig auf die Oberfläche des Objekts trifft, ohne perspektivische Verzerrungen zu erzeugen. Diese Parallelität ist ideal, um die telezentrischen Eigenschaften der Objektive zu ergänzen.
Gleichmäßige Ausleuchtung: Telezentrische Beleuchtungen sorgen für eine gleichmäßige Helligkeit über das gesamte Objektfeld. Damit wird eine gleichmäßige Ausleuchtung des Erfassungsbereichs eines telezentrischen Objektivs gewährleistet, was wiederum zu konsistenteren Messergebnissen führt.
Eliminierung von Schatten und Reflexionen: Durch die parallel einfallenden Lichtstrahlen werden Schatten und unerwünschte Reflexionen minimiert oder sogar eliminiert. Dies erschafft präzise Grauwertübergänge zur µm-genauen Lokalisierung von Objektkanten.
Verringerung der Oberflächenreflexionen: Telezentrische Beleuchtungen können spezielle Techniken wie Dunkelfeld- oder Streiflichtbeleuchtung ergänzen, um Oberflächenreflexionen zu minimieren und feinere Details des Objekts sichtbar zu machen. Besonders wichtig ist dies bei der Vermessung glänzender oder reflektierender Oberflächen.
Bisher gab es jedoch zwei Nachteile bei herkömmlichen telezentrischen Beleuchtungen: Sie waren groß und teuer. Das wird sich jedoch dank einer innovativen Lösung unserer Techniker ändern.
Fresnellinsen: Kompakte und kostengünstige Lösung
Unsere Idee, die diese Nachteile von herkömmlichen telezentrischen Beleuchtungen beseitigt, ist der Einsatz von Fresnellinsen. Diese Linsen verfügen über eine strukturierte Oberfläche aus ringförmigen Stufen, die das Licht bündeln und brechen. Das Ergebnis ist eine deutlich dünnere Linse im Vergleich zu herkömmlichen Optiken, bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung großer Aperturen zu vergleichsweise geringen Kosten. Dadurch wird der Aufbau insgesamt kompakter und kostengünstiger.
Unsere Lösung besteht aus einer einzelnen LED, die im Abstand der Brennweite der Fresnellinse positioniert wird. Zunächst führt die Kollimation zu einer ungleichmäßigen Helligkeitsverteilung, die jedoch durch ein speziell berechnetes Kompensationselement zwischen LED und Fresnellinse ausgeglichen wird. Das Ergebnis ist eine Beleuchtung, die sämtliche Einschränkungen herkömmlicher telezentrischer Beleuchtungen überwindet.
Der Erfolg unserer Lösung wird durch erfolgreiche Anwendungen bei unseren Kunden bestätigt und ein entsprechender Patentantrag ist bereits in Bearbeitung.
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