Flüssiglinsen-Technologie

Flüssiglinsen-Technologie

Flüssiglinsen passen den Fokus schnell an, um Objekte in verschiedenen Arbeitsabständen (WDs) aufzunehmen. Flüssiglinsen sind kleine, mechanisch oder elektrisch gesteuerte Zellen, die eine Flüssigkeit von optischer Qualität enthalten. Wenn an eine Flüssiglinsenzelle ein Strom oder eine Spannung angelegt wird, ändert sich die Form der Zelle. Diese Änderung tritt innerhalb von Millisekunden auf und bewirkt, dass sich die optische Leistung und damit die Brennweite und die WD verschieben. Viele Hersteller haben Flüssiglinsen entwickelt, die nach etwas anderen Verfahren funktionieren: Elektrobenetzung, stromgetriebenes Polymer oder piezoelektrisches Geräusch. Flüssiglinsen sind eine ideale Lösung für Bildgebungsanwendungen, die schnelle Fokussierung, hohen Durchsatz und Tiefenschärfe (DOF) und WD-Anpassung erfordern.

Wie funktioniert die Flüssiglinsen-Technologie?

Flüssiglinsen verwenden einen Elektrobenetzungsprozess, um überlegene Autofokus-Fähigkeiten zu erzielen. Die Linse selbst ist eine versiegelte Zelle mit Wasser und Öl im Inneren. Das Elektrobenetzungsverfahren formt den Öltropfen schnell und präzise zu einer effektiven Linse. Der Prozess ist kontinuierlich, reversibel und schnell für kleine und große Fokusschritte gleichermaßen.

Beachten Sie, dass die Flüssiglinsentechnologie keine beweglichen mechanischen Teile umfasst. Dadurch sind sie sehr widerstandsfähig gegen Stöße und Vibrationen. Es ermöglicht auch eine stabile optische Achse in jeder Ausrichtung, was Flüssiglinsen zu einer dauerhaften Alternative zu mechanischen Optionen macht. 

Reaktionszeit 

Flüssiglinsen haben sehr schnelle Reaktionszeiten, sind elektrisch über Spannung oder Strom abstimmbar und reagieren in Millisekunden. Objektive mit fester Brennweite und Zoomobjektive sind oft auf mechanische oder manuelle Anpassungen angewiesen, um den Fokus zu ändern, was das Bildgebungssystem verlangsamen kann. 

Vielseitigkeit

Flüssiglinsen können an verschiedenen Stellen in einem Abbildungssystem implementiert werden, beispielsweise eingebettet in eine Abbildungslinse oder eingeschraubt an die Vorder- oder Rückseite einer Abbildungslinse. 

Größe

Bei einer Flüssiglinse entfällt die Mechanik, was ihr kompaktes Design ermöglicht. Außerdem sind Flüssiglinsen in ihrer Funktionalität mit vielen Einzellinsen innerhalb einer Baugruppe vergleichbar. Indem diese Linsen entfernt und durch eine kleine Flüssigkeitszelle ersetzt werden, werden die Gesamtgröße und das Gewicht der vollständigen Linse reduziert. 

Sensorabdeckung

Flüssigkeitslinsen sind durch ihre kleinen Blendengrößen begrenzt – die größte hat einen Durchmesser von etwa 16 mm. Die kleinen Öffnungen schränken Flüssiglinsen ein und ermöglichen nur den Einsatz mit Sensoren bis ca. In Systeme eingebettete Flüssiglinsen reduzieren die Sensorabdeckung nicht.

Fokussieren

Flüssiglinsen sind für den Betrieb über einen sehr weiten Bereich optischer Brechkräfte (Brennweiten) bei hohen Geschwindigkeiten ausgelegt. Durch den Wegfall der beweglichen Teile und mechanischen Anpassungen, die normalerweise bei Festbrennweiten- und Zoomobjektiven zu finden sind, ist der Fokussiervorgang schneller. Komplexität der Integration

Je nach verfügbarer Ausrüstung und Anwendung können Flüssiglinsen schwer zu integrieren sein. Flüssiglinsen können in Verbindung mit vielen Zubehörteilen wie Filtern und Blenden verwendet werden, die von vielen Hochgeschwindigkeitsanwendungen wie Entfernungssensoren oder Controllern benötigt werden.

Lebenszeit

Flüssiglinsen verbrauchen sehr wenig Strom. Typische mechanische Linsen sind in der Lage, ~100.000 Zyklen zu überstehen, während eine Flüssiglinse ungefähr ~50.000.000 Zyklen aushalten kann (Berge, 2013). 

Warum Flüssiglinsentechnologie verwenden?

Die Hauptvorteile von Flüssiglinsen sind ihre Flexibilität für den gleichzeitigen Einsatz in mehreren verschiedenen Anwendungen. Dies ist besonders nützlich in Produktionsumgebungen mit hohem Volumen, in denen Objekte unterschiedlicher Größe verwendet werden.

Beispielsweise kann ein Pharmaunternehmen die maschinelle Sichtprüfung für verschiedene Arten von Kapseln, Pillen, Geltabletten usw. verwenden. Bei herkömmlichen Objektiven müssten mehrere Bildsysteme eingerichtet werden, um jedes Produkt zu prüfen, oder es müsste ein Bildsystem ständig die Schärfentiefe verändert haben.

Bei Flüssiglinsen kann ein Bildsystem die Arbeit mehrerer Bildsysteme übernehmen. In das Bildsystem können unterschiedliche Objektabstände einprogrammiert werden, so dass kein Produktionsstopp zum Ändern der Schärfentiefe oder das Einrichten mehrerer unterschiedlicher Bildsysteme erforderlich ist.

Die Liquid-Linsen-Technologie erfreut sich aufgrund ihrer Flexibilität in der Industrie zunehmender Beliebtheit. Flüssiglinsen eignen sich für eine Vielzahl von Anwendungen und können sogar eine höhere Bildqualität liefern als viele mechanische Optionen.

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