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Hochreflektierende Spiegel für Pfandrücknahme-Automaten
Optische Beschichtungen in der Sensortechnologie
Je besser Lichtanteile gefiltert werden, desto schneller läuft das Band
In der Verpackungslogistik gibt zahlreiche automatisierte Prozesse, von der Vermessung von Objekten wie Paketen auf Förderbändern über die Kontrolle von Sicherheits- und Kennzeichnungsaufklebern bis zum Auslesen von Barcodes oder dem Erfassen vom Data-Matrix-Codes (DMC). Bei all diesen Aufgaben kommen Sensoren zum Einsatz, deren optische Funktion für die jeweilige Anwendung entscheidend ist.
Anti-Reflex-Beschichtungen minimieren störende Reflexe
Um störende Lichtreflexe bzw. ungewünschte Reflexionen zu vermeiden, werden die optischen Bauteile der Sensoren, wie Linsen, Deckgläser, Umlenkspiegel oder Filtergläser, mit einer anti-reflektiven Beschichtung versehen, also „entspiegelt“. So werden störende Lichtreflexe unterdrückt, der Bildkontrast erhöht und somit die Effizienz des Systems gesteigert. Auf diese Weise können die Erkennungssysteme mit den Sensoren auch bei schneller durchlaufenden Bändern zuverlässig Objekte oder Codes erkennen und erfassen.
Optische Filter erhöhen die Effizienz
Mit speziellen Filtern wird das visuelle Lichtspektrum herausgefiltert, d.h. Sonnenlicht und sonstiges Umgebungslicht, bspw. in einer Produktionshalle, wird geblockt, während etwa Infrarot-Strahlung transmittiert wird. Möglich ist das bspw. mit Daylight-Filtern, auch Daylight-Blocker genannt. Diese Filter sind auch für hyperspektrale Kameralösungen oder multispektrale Erkennungssysteme wichtig, bei denen die Bilder einer VIS-Kamera und eines Kamerasystems mit IR-Filter übereinandergelegt werden. Dies sorgt beim Auslesen für bessere Ergebnisse. Hyperspektralkameras gleichzeitig nehmen Bilder und Spektren (Wellenlängen) eines Zielobjekts auf. Mit Hilfe bildgebender Spektroskopie werden kontinuierlich Spektralbänder des Ziels erfasst. Die Kameras kombinieren räumliche, radiometrische und spektrale Informationen zur besseren und detaillierteren Bildgebung, was durch Filter erleichtert wird, die bspw. auf das IR-, NIR- oder SWIR-Spektrum eingestellt werden können.
Anwendungsbeispiel: Bandpassfilter in einer Packstation
In einer Packstation kann ein optischer Bandpassfilter die Zuverlässigkeit und Genauigkeit der optischen Detektion erhöhen, indem er nur das gewünschte Lichtsignal durchlässt und Störsignale unterdrückt. Dadurch verbessert sich sowohl die Leistung von Kamerasystemen als auch von Laserscannern bei der Paketerkennung. Ein optischer Bandpassfilter lässt nur Licht einer bestimmten Wellenlänge (bzw. eines engen Wellenlängenbereichs) passieren und blockiert alle anderen Wellenlängen.
In einer Packstation dient der Bandpassfilter typischerweise zur:
- Störlichtunterdrückung: In Lager- oder Packstationen gibt es oft unterschiedliche Lichtquellen (z. B. Neonröhren, Tageslicht, Sonnenlichteinstrahlung, LEDs). Ein Bandpassfilter kann dieses Störlicht, das nicht zur eigentlichen Detektion gehört, ausblenden.
- Kontrastverstärkung bei Laserdetektion oder LED-Beleuchtung: Wenn ein Laserscanner oder eine LED mit bestimmter Wellenlänge zur Objekterkennung genutzt wird, lässt der Filter nur das reflektierte Licht dieser Quelle durch. Dadurch wird das Detektionssignal verstärkt und präziser, weil nur relevante Informationen auf den Detektor (z. B. eine Kamera) treffen.
- Bessere Erkennung von Barcodes, Labels oder Markierungen: Viele Packstationen nutzen Kameras, um Barcodes, QR-Codes oder Labels zu erfassen. Ein Bandpassfilter kann dabei unterstützen, nur das Lichtspektrum zuzulassen, bei dem der Kontrast zwischen Hintergrund und Code am besten ist.
- Reduktion von Reflexionen und Störungen: Besonders bei glänzenden oder reflektierenden Oberflächen (z. B. Paketfolien) kann ein Filter helfen, Spiegelungen zu minimieren, welche die Erkennung beeinträchtigen könnten.
Anwendungsbeispiel: Bandpassfilter bei der Volumenmessung
In Packstationen wird zudem oft optische Messtechnik zur Volumenmessung eingesetzt, zum Beispiel mit 3D-Kameras, Laserscannern oder Lichtlaufzeit-Sensoren (Time-of-Flight). Optische Bandpassfilter unterstützen in diesen Systemen dabei, die Messgenauigkeit und Störsicherheit zu erhöhen. Auch hier können etwa das unerwünschte Umgebungslicht blockieren und nur Licht im gewünschten Wellenlängenbereich durchlassen, typischerweise das Licht einer Messquelle (z. B. Laser, Infrarot-LED). Der Vorteil ist hier ein höheres Signal-zu-Rausch-Verhältnis, was zur präziseren Volumenmessung beiträgt. Zudem können entsprechende optische Filter die Messstrahlung von Volumenmesssysteme hervorheben. Diese arbeiten häufig mit Laserstrahlen oder strukturiertem Licht, meist im sichtbaren oder nahinfraroten Bereich (z. B. Wellenlängen von 850 nm oder 940 nm). Der Bandpassfilter ist genau auf diese Wellenlänge abgestimmt, so dass nur das vom Objekt reflektierte Messlicht die Kamera oder den Sensor erreicht. Auch unterstützen die Bandpassfilter dabei, nicht relevante Lichtanteile (bspw. durch Streulicht) zu unterdrücken, was Messfehler durch Überbelichtung oder Fehlinterpretationen mindert. Optische Filter tragen zudem zur erhöhten Genauigkeit bei 3D-Bildgebung und besseren Volumenberechnung bei. Denn in Systemen mit Stereo-Kameras, Time-of-Flight oder Structured-Light-Projektion sorgen sie dafür, dass nur spezifische, relevante Lichtmuster wie Gitter oder Punktmuster zur Auswertung heranngezogen werden.
Maßgeschneiderte Lösungen für nahezu alle Sortieraufgaben
Bei Bte Born bieten wir mit zahlreichen unterschiedlichen Beschichtungen von Antireflex-Beschichtungen über Spiegel bis zu optischen Filtern maßgeschneiderte optische Beschichtungslösungen, die sich exakt den Anforderungen individueller Anwendungen anpassen: „Customized“ ist unser Standard!
