Automatisch scharf
Objektiv-Kamera-Systeme für Autofokus-Anwendungen
Wird in der Bildverarbeitung ein System benötigt, das automatisch auf verschiedene Abstände fokussiert, musste man bisher auf motorisierte Zoomobjektive zurückgreifen, oder eine automatische Positionierung des kompletten Kamera-Objektiv-Systems verwirklichen. Durch die Entwicklung von Flüssiglinsen und deren Integration ist es zukünftig möglich, kostengünstige und einfach zu bedienende Autofokussysteme zu realisieren.
Bild: Edmund Optics GmbHUm den Einsatz von Flüssiglinsen so einfach wie möglich zu gestalten, steht nun ein Objektiv-Kamera-System zur Verfügung, in das die Flüssiglinse als Autofokuselement bereits integriert ist und bei dem sie direkt über die Kamera angesteuert wird.
Bild: Edmund Optics GmbH
Bild: Edmund Optics GmbHFestbrennweitenobjektiv mit Flüssiglinse
Edmund Optics hat aus der C Objektivserie mit Festbrennweite und C-Mount die kompakte Cx Serie entwickelt, die in vier Brennweiten (12, 16, 25 und 35mm) zur Verfügung steht und deren Einsatz bis zu einem Sensorformat von 2/3" möglich ist. Die modularen Objektive bestehen aus einer vorderen Optikgruppe, einem Hauptgehäuse und einer hinteren Optikgruppe. Zwischen der hinteren Baugruppe und dem Hauptgehäuse können drei Arten von Zubehör eingesetzt werden: Festblenden, Filterhalter oder ein Halter für die Flüssiglinsen. Die Objektive können also nicht nur als Autofokusobjektive mit Flüssiglinse betrieben werden, sondern alternativ auch als manuell fokussierbares Objektiv mit fester Blendenzahl oder als manuell fokussierbares Objektiv mit integriertem Filter. Es stehen zwei Flüssiglinsen von Varioptic (Invenios Group) für den Einsatz in den Objektiven zur Verfügung: die Arctic25H für 12, 16 und 25mm Brennweite sowie die Arctic39N für 35mm Brennweite. Die Flüssiglinsen haben einen freien Durchmesser von 2,5mm (Arctic25H) bzw. 3,9mm (Arctic39N). Sie fungieren gleichzeitig als Aperturblende, d.h. als begrenzendes Element im Strahlengang und bestimmen somit die Blendenzahl des Objektivs. Die Flüssiglinsen können in die Halterungen eingesetzt und so problemlos in das System integriert werden. Um den Einfluss der Flüssiglinse auf die Abbildungsqualität des Objektivs so gering wie möglich zu halten, sollte das Objektiv zuerst aber bei nicht gekrümmter Flüssiglinse manuell auf den am weitesten entfernt liegenden Punkt fokussiert werden. Erst danach sollte der Fokus über die Flüssiglinse zum Einsatz kommen. Je geringer die Krümmung der Flüssiglinse, desto geringer ist auch der Einfluss auf die Abbildungsqualität. Passend dazu liefert Pixelink USB3.0 Kameras mit CMOS Sensoren (monochrom und Farbe) und verschiedenen Auflösungen und Sensorgrößen zwischen 1/2,5" und 2/3". Die Kameras ermöglichen eine direkte Stromversorgung und Ansteuerung der Flüssiglinse. Über die Capture Software bzw. das SDK von Pixelink kann diese angesteuert und das Objektiv auf verschiedene Abstände fokussiert werden. Die Fokussierung erfolgt über das Anlegen einer Spannung. Da es keine beweglichen Teile gibt, die verschleißen können, entsteht ein geringer Stromverbrauch, eine hohe Schockunempfindlichkeit sowie eine schnelle Reaktionszeit des Autofokussystems.
Fazit
Mit der Kombination aus Objektiv, Kamera und Flüssiglinse beschreiten die drei Firmen einen Weg hin zu einfachen Plug&Play Autofokussystemen und weg von den bisherigen aufwändigen Autofokusaufbauten mit Motorisierung. Der Einsatz der neuen Systeme ist nicht alleine auf die industrielle Bildverarbeitung limitiert. Auch in der Medizintechnik, der Mikroskopie, beim Auslesen von Barcodes oder in anderen Bereichen, in denen eine schnelle Fokussierung auf unterschiedliche Ebenen notwendig ist, können die kompakten Autofokussysteme mit Flüssiglinse eingesetzt werden.
Wird in der Bildverarbeitung ein System benötigt, das automatisch auf verschiedene Abstände fokussiert, musste man bisher auf motorisierte Zoomobjektive zurückgreifen, oder eine automatische Positionierung des kompletten Kamera-Objektiv-Systems verwirklichen. Durch die Entwicklung von Flüssiglinsen und deren Integration ist es zukünftig möglich, kostengünstige und einfach zu bedienende Autofokussysteme zu realisieren.
Bild: Edmund Optics GmbHUm den Einsatz von Flüssiglinsen so einfach wie möglich zu gestalten, steht nun ein Objektiv-Kamera-System zur Verfügung, in das die Flüssiglinse als Autofokuselement bereits integriert ist und bei dem sie direkt über die Kamera angesteuert wird.Bild: Edmund Optics GmbH
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Dieser Artikel erschien in inVISION 3 2017 - 06.06.17.Für weitere Artikel besuchen Sie www.invision-news.de
