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Flüssiglinsen in Bildverarbeitungssystemen

Schneller Autofokus ohne Einschränkungen bei der Tiefenschärfe

 

Schneller Autofokus durch Integration von Flüssiglinsen in Bildverarbeitungsbaugruppen

 

Kompensation für verschiedene Objektgrößen und Arbeitsabstände

 

Höherer Durchsatz in Hochgeschwindigkeitsbildverarbeitungssystemen

 

Ideal zum Auslesen von Barcodes, zur schnellen Automatisierung, zur Sortierung von Paketen und für Sicherheitslösungen

Konventionelle Bildverarbeitungsobjektive zeichnen selten scharfe und genaue Bilder in Anwendungen mit hoher Geschwindigkeit oder Präzision auf, wenn eine schnelle Refokussierung erforderlich ist. Flüssiglinsen beseitigen diese Einschränkungen, da sie schnell auf Objekte in verschiedenen Arbeitsabständen oder Höhen fokussieren können. Flüssiglinsen sind kleine Zellen, die mit einer optischen Flüssigkeit gefüllt sind und ihre Form ändern, sobald ein Strom fließt oder eine Spannung anliegt. Die Formänderung erfolgt innerhalb von Millisekunden und führt dazu, dass sich die Brechkraft der Linse und damit Brennweite und Arbeitsabstand ändern. Die Integration von Flüssiglinsen in Bildverarbeitungssystemen ist eine ideale Lösung für Anwendungen, bei denen es auf schnelle Fokussierung, hohen Durchsatz, sowie Anpassung der Schärfentiefe und des Arbeitsabstandes ankommt.

Flüssiglinsen für die Bildverarbeitung

Bildverarbeitungsanwendungen, wie bei der Assemblierung von Großserien verwendet, erfordern schnelle, exakte und präzise Messungen, um einen hohen Durchsatz zu gewährleisten. Die Integration einer Flüssiglinse ist eine kompakte und wirtschaftliche Lösung, wenn es erforderlich ist schnell auf verschiedene Arbeitsabstände zu fokussieren.

Abbildung 1 (rechts): Flüssiglinsen können sich dem Arbeitsabstand der Bildobjekte verschiedener Höhen anpassen, die auf einem sich schnell bewegenden Transportband vorbeilaufen. Während bei konventionellen Bildverarbeitungslinsen bei jeder Objekthöhe eine mechanische Neufokussierung erforderlich ist, können Flüssiglinsen ohne Verstellung der Mechnik refokussieren.
SFlüssiglinsen  können sich dem Arbeitsabstand der Bildobjekte verschiedener Höhen anpassen, die auf einem sich schnell bewegenden Transportband vorbeilaufen. Während bei konventionellen Bildverarbeitungslinsen bei jeder Objekthöhe eine mechanische Neufokussierung erforderlich ist, können Flüssiglinsen ohne Verstellung der Mechnik refokussieren.

Flüssiglinsen für Life Sciences

Neben Anwendungen in der Bildverarbeitung, bietet die Vielseitigkeit von Flüssiglinsen einige Vorteile für diverse Anwendungen in den Life Sciences, beispielsweise zur Durchfokussierung in der Mikroskopie und Ophthalmologie. Bei der Durchfokussierung (Z-Stacking) werden die Einzelbilder, die mit verschiedenen Fokusabständen aufgenommen wurden, kombiniert. Flüssiglinsen können in Tubuslinsen oder im unendlich korrigierten Lichtweg in Mikroskopen integriert werden, um schnell und präzise auf verschiedene Objektebenen zu fokussieren.

Flüssiglinsen werden auch häufig in der Ophthalmologie eingesetzt, wo die Einstellung der Tiefenschärfe zur Diagnose von Augenerkrankungen besonders wichtig ist. Eine einzige Flüssiglinse kann mehrere konventionelle Linsen ersetzen und dadurch die Diagnosezeit und die Gesamtgröße von Ophthalmologiegeräten, wie von Phoroptern oder optischen Kohärenztomographiesystemen (OCT), reduzieren.

Flüssiglinsen lassen sich zur Durchfokussierung und zur Fokusanpassung bei Bildserien mit leicht abweichenden Arbeitsabständen in Mikroskopsysteme integrieren.
Abbildung 2: Flüssiglinsen lassen sich zur Durchfokussierung und zur Fokusanpassung bei Bildserien mit leicht abweichenden Arbeitsabständen in Mikroskopsysteme integrieren.

Grundlagen der Flüssiglinsentechnologie

Die Funktion von Flüssiglinsen kann auf mehreren, leicht abweichenden Prinzipien basieren: Elektrobenetzung, stromgesteuerte Polymere oder piezoelektrische Schallwandlung. Elektrisch fokussierbare Flüssiglinsen bestehen aus einem Behälter mit einer optischen Flüssigkeit, die von einer Polymermembran umgeben wird. Ein stromgesteuerter Aktuator übt einen Druck auf die Kante der Membran aus, der die Krümmung der Linse (und damit die Brechkraft) ändert. Elektrisch durchstimmbar fokussierbare Linsen fokussieren innerhalb von Millisekunden und arbeiten mit niedrigen Betriebsspannungen. Sie ändern die Polarisation nicht, besitzen in der Regel hohe Laserzerstörschwellen und weisen nur minmale Aberrationen auf.

Technologie elektrisch fokussierbarer Flüssiglinsen
Abbildung 3: Technologie elektrisch fokussierbarer Flüssiglinsen

Das untere Video zeigt, wie die Flüssiglinsentechnologie verwendet werden kann, um Objekte unterschiedlicher Höhe zu untersuchen.

Flüssiglinsen in Bildverarbeitungssystemen

Weitere Informationen über Anwendungen, Eigenschaften und Technologien von Flüssiglinsen finden Sie in unserem Anwendungshinweis.

Flüssiglinsen bei Edmund Optics®

FAQ's

FAQ   Wie schnell können Flüssiglinsen zwischen verschiedenen Fokuspositionen wechseln?
Die Fokussierung auf verschiedene Arbeitsabstände erfolgt bei Flüssiglinsen innerhalb von Millisekunden.
FAQ   Lässt sich eine Flüssiglinse in ein Objektiv integrieren, beispielsweise in ein Objektiv mit Festbrennweite?

Ja, wir können Flüssiglinsen auf Kundenwunsch in Objektive integrieren. Wir bieten außerdem Objektive der modularen Cx-Serie mit Festbrennweitean, in die Sie auswechselbares Zubehör, wie Flüssiglinsen, feste Aperturen und interne Filterhalter, integrieren können.

FAQ   Wie kombiniere ich eine C-Mount-Linse mit durchstimmbarem Fokus mit einem Objektiv mit Festbrennweite?

Mit einem Gewindeadapter kann eine C-Mount-Linse mit durchstimmbarem Fokus direkt mit dem Filtergewinde eines Objektivs mit Festbrennweite verbunden werden. Weitere Informationen finden Sie in unserem Anwendungshinweis zur Verwendung von C-Mount-Linsen mit durchstimmbarem Fokus..

Tipps & Downloads

Anwendungshinweise

Technische Informationen und Anwendungsbeispiele, beispielsweise theoretische Grundlagen, Gleichungen, grafische Darstellungen und vieles mehr.

Introduction to Liquid Lenses
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Using C-Mount Focus Tunable Lenses
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Videos

Die informativen Unternehmens- oder Schulungsvideos enthalten sowohl einfache Tipps als auch Demonstrationen von Anwendungen zur Verdeutlichung der Produktvorteile.

Understanding Liquid Lens Technology
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Verwandte Seiten

Verwandte Seiten über technische Produkte, Leistungsspektren, oder Konzepte.

Diamantendrehen
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Laseroptik
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Technische Artikel

Links zu technischen Artikeln in Fachzeitschriften, die von Edmund Optics® veröffentlicht wurden, oder Beiträge des Ingenieurteams sowie der Führungskräfte von Edmund Optics.

"Electrically Tunable Lenses in Imaging and Machine Vision" von Boris Ecker - Inspect
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