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VDI-Fachbereich

Optische Technologien

Bild: VDI/Thomas Ernsting

Optische Technologien sind Kernkomponenten für zukunftsfähige Systeme der Mess- und Automatisierungstechnik. Der Bereich Optische Technologien bündelt Kompetenzen der Mitglieder aus Wissenschaft und Industrie, um praxisgeeignete Handreichungen für Ingenieur*innen in diesem Gebiet zu erstellen.

Prof. Dr.-Ing. Michael Heizmann, Vorsitzender des VDI-Fachbeirats Optische Technologien

VDI/VDE-Fachbereich Optische Technologien

LED-Blitz, Kamera, das Display des Smartphones – optische Technologien begegnen uns jeden Tag. Auch zahlreiche berührungslos und zerstörungsfrei arbeitende Mess-, Prüf- und Analysesysteme basieren auf diesen Technologien.

Optische Technologien sind komplexe Systeme. Sie stellen besondere Anforderungen an das Umfeld. Die Fachausschüsse im VDI-Fachbereich Optische Technologien helfen, die Potenziale der einzelnen Verfahren zu erkennen, die Systeme nachvollziehbar zu spezifizieren und in der Praxis richtig anzuwenden. Der VDI-Fachbereich Optische Technologien gliedert sich in die VDI/VDE-Gesellschaft Mess- und Automatisierungstechnik ein. Er stellt das Forum für den persönlichen Austausch dar für Ingenieur*innen, die sich mit optischen Mess-, Prüf- und Analysesystemen in der Anwendung, Herstellung, Forschung oder Lehre befassen.

Enge Zusammenarbeit in den Fachausschüssen

Die VDI-Expert*innen arbeiten in Fachausschüssen zusammen, um über die Funktionsweise, die Eigenschaften und den richtigen Umgang mit der jeweiligen optischen Technologie zu informieren. Dazu werden beispielsweise relevante Begriffe festgelegt, um Missverständnisse zu vermeiden, Messvorschriften für Leistungsmerkmale definiert und der Klärungsbedarf zwischen Projektpartnern in verschiedenen Anwendungsfeldern analysiert. Die Ergebnisse werden als VDI/VDE-Richtlinien veröffentlicht.

Der VDI-Fachbereich Optische Technologien hat es sich zur Aufgabe gemacht, diese Technologien besonders in der Mess- und Automatisierungstechnik zu stärken. Dazu werden weitere Expert*innen mit ihren Ideen gesucht, die dabei helfen, sonstige praxisbezogene Fachthemen für die zukünftige Arbeit zu definieren.

Übersicht der Fachausschüsse

Zum VDI-Fachbereich Optische Technogien gehören verschiedene Technologiefelder. Die Übersicht der Fachausschüsse belegt die Bandbreite des Spektrums:

  • Bildverarbeitung in der Mess- und Automatisierungstechnik
  • Angewandte Strahlungsthermometrie
  • Temperaturmessung mit Wärmebildkameras
  • Optische Kohärenztomografie (OCT)
  • Röntgenoptische Systeme
  • Terahertz-Systeme
  • Fertigungsgerechte Optikentwicklung
  • Lichttechnische und farbmetrische Gütekriterien und deren Anwendung

Wichtige Dokumente aus dem Fachbereich Optische Technologien

VDI/VDE-Richtlinien aus dem Fachbereich Optische Technologien

Unsere Fachausschüsse

Gremium Beschreibung Vorsitz Stellvertretung Mitglieder
VDI/VDE-GMA FA 8.11 Röntgenoptische Systeme

Der FA 8.11 ist das einzige deutschsprachige Expertengremium zur Röntgenoptik. Er bietet damit eine einzigartige Plattform für den fachlichen Austausch in der Community. Mit den im Gremium erarbeiteten Richtlinien wird die Vergleichbarkeit der Systeme sichergestellt. Dies erleichtert die Kommunikation zwischen Nutzern, Entwicklern und Herstellern von röntgenoptischen Systemen und fördert die Nutzung der Röntgenoptik in der industriellen Mess- und Prüftechnik, sowie in der Materialforschung, Medizintechnik und Astronomie.


Michael Krumrey Dr. Bernd Randolf Müller Nicht alle Mitglieder haben einer Anzeige im Internet zugestimmt
VDI/VDE-GMA FA 8.12 Bildverarbeitung in Mess- u. Automatisierungstechnik

Bildverarbeitungssysteme (BV-Systeme) sind komplex und werden speziell für die jeweilige Prüfaufgabe adaptiert. Sie reagieren meist empfindlich auf Umgebungseinflüsse wie Erschütterungen oder Fremdlicht. BV-Systeme liefern in Anlagen der Mess- und Automatisierungstechnik die Qualitäts- und Positionsinformationen der Produkte in den verschieden Fertigungsstufen und beeinflussen so die Qualität der Produkte und deren weitere Prozessierung. Die Daten der BV-Systeme ermöglichen das Condition-Monitoring, z. B. zur vorausschauenden Wartung. Die mit BV-Systemen ausgestatteten Anlagen werden in praktisch allen produzierenden Wirtschaftszweigen eingesetzt. Die Richtlinien des FA 8.12 unterstützen bei der erfolgreichen Projektabwicklung mit BV, indem Sie den Klärungsbedarf beschreiben und Konzepte zur Bewertung der Performance vorstellen.

Prof. Dr.-Ing. Michael Heizmann Ralph Neubecker M.Sc. Suprateek Banerjee
Dr.-Ing. Jens Brandenburger
Dr.-Ing. Till Grübler
Dipl.-Ing. Markus Maurer
Dr.-Ing. Christian Smolenski
Dipl.-Ing. (FH) Michael Stelzl
und weitere Experten
VDI/VDE-GMA FA 8.13 Fertigungsgerechte Optikentwicklung

Der FA 8.13 definiert für die Entwicklung z. B. von Kunststoff-Freiformoptiken Schnittstellen zwischen der Optiksimulation, dem Werkzeugbau, der Produktion und den Materiallieferanten. Ein Gesamtverständnis des Entwicklungsprozesses einer Optik, der die Berücksichtigung aller Aspekte von Anfang an erlaubt, wird als entscheidend für eine erfolgreiche Projektabwicklung gesehen. Ein genaues Verständnis beispielsweise der optischen Effekt an streuenden Oberflächen und präzise Daten der optischen Eigenschaften des verwendeten Materials sind entscheidend für aussagekräftige Bauteilsimulationen. Mit realitätsnahen Simulationsergebnissen lassen sich Iterationsschleifen bei der Produktentwicklung minimieren. Das spart Zeit, Kosten und Ressourcen.  Von den Ergebnissen des Fachausschusses profitieren Anwenderbranchen wie die

- Beleuchtungsindustrie, 

- KFZ-Industrie,

- Hersteller von Kleingeräten mit Lichtelementen und die

- Technische Optik (Sensorik, Medizintechnik, ...)

Dipl.-Ing. (FH) Günther Hasna Dipl.-Phys. Oliver Dross Dominik Abele
Dr.-Ing. Benjamin Bulla
Dr. rer. nat. Nadja Felde
Dr.-Ing. Dominique Heilborn
Dr. Angelika Hofmann
Dipl.-Inform. Markus Hüttel
Dr.-Ing. Norbert Kerwien
apl. Prof. Alwin Kienle
Dipl.-Ing. Jürgen Nevoigt
Dr. Rafael Oser
Malte Rohrbeck
Volker Schumacher
Hans-Walter Wilms
und weitere Experten
VDI/VDE-GMA FA 8.14 Angewandte Strahlungsthermometrie

In vielen Umgebungen, besonders bei hohen Temperaturen, korrosiven Umgebungen oder auf bewegten oder schlecht zugänglichen Flächen, kann die Temperatur nicht oder nur mit nicht akzeptablem Aufwand mit Berührungsthermometern gemessen werden. Diese Umgebungsbedingungen sind unter anderem in der chemischen Industrie, der Lebensmittel-, Metall-, Glas-, Kunststoff-, und Papierherstellung sowie bei der Lacktrocknung anzutreffen. Der Fachausschuss FA 8.14 erarbeitet Richtlinien, die es erlauben, vergleichbare, rückführbare und berührungslose Temperaturmessungen mit Strahlungsthermometern durchzuführen und entsprechende Produkte einheitlich zu spezifizieren. Auch werden Hilfestellungen bei praktischen Anwendungsproblemen gegeben. Der FA 8.14 "Angewande Strahlungsthermometrie" kooperiert eng mit dem FA 8.16 „Temperaturmessung mit Wärmebildkameras“, sodass sich die Richtlinien der beiden Fachausschüsse konsistent ergänzen. Die Richtlinien der Fachausschüsse werden dem DKE/K 961 „Elektrische Messwertaufnehmer und Messgrößenumformer“ und darüber dem IEC SC65B Measurement and Control Devices WG 5 „Temperature Sensors and Instruments“ vorgestellt, damit die Inhalte der VDI-Richtlinien in internationale Standards einfließen können. 

Dr. Jörg Hollandt Matthias Glauß Dipl.-Ing. Reno Gärtner
Dr.-Ing. Thomas Heinke
Dr. Jochen Manara
Dipl.-Ing. Ulrich Mester
Dipl.-Phys. Matthias Moll
Dr.-Ing. Frank Nagel
Dr. rer. nat. Falko Schwaneberg
und weitere Experten
VDI/VDE-GMA FA 8.16 Temperaturmessung mit Wärmebildkameras

Oft werden den Bildern von Thermografiekameras Temperaturwerte anhand von nicht offengelegten Kalibrierprozessen zugewiesen. Der FA 8.16 definiert die notwendigen Begriffe und legt Kalibrierprozesse für reproduzierbare Ergebnisse fest. Die Zeit ist überfällig, die Voraussetzungen zu schaffen, damit Thermografiekameras als Messgeräte eingesetzt werden können.Der FA 8.16 "Temperaturmessungen mit Wärmebildkameras" kooperiert eng mit dem FA 8.14 „Angewandte Strahlungsthermometrie“, sodass sich die Richtlinien der beiden Fachausschüsse konsistent ergänzen. Die Richtlinien der Fachausschüsse werden dem DKE/K 961 „Elektrische Messwertaufnehmer und Messgrößenumformer“ und darüber dem IEC SC65B Measurement and Control Devices WG 5 „Temperature Sensors and Instruments“ vorgestellt, damit die Inhalte der VDI-Richtlinien in internationale Standards einfließen können. 

Dr.-Ing. Frank Nagel Dr. rer. nat. Mathias Ziegler Dipl.-Ing. (FH) Guido Deters
Dipl.-Ing. Reno Gärtner
Matthias Glauß
Dr.-Ing. Thomas Heinke
Dr. Jochen Manara
Dipl.-Phys. Matthias Moll
Walter Mühlberger
Dr.-Ing. Eva Neumann
Dr.-Ing. Frank Rutz
Dipl.-Ing. Christian Schwake
Dr. rer. nat. Falko Schwaneberg
Dr.-Ing. Dirk Weiler
und weitere Experten
VDI/VDE-GMA FA 8.17 Terahertz-Systeme

Terahertz-Strahlung arbeitet im Wellenlängenbereich zwischen Funk- und Infrarottechnik. Terahertz-Wellen sind damit als nicht-ionisierende Strahlung nach aktuellem Wissensstand ungefährlich. Die junge Terahertz-Technologie wird bereits industriell zur berührungslosen zerstörungsfreien Werkstoffprüfung und für Sensorik zur ressourcenschonenden Industrieproduktion genutzt. Auch Lösungen für die öffentliche Sicherheit werden zunehmend relevant.Begriffe und Methoden aus den Laboren dieser jungen Technologie gelangen in Produktspezifikationen und sind daher nicht einheitlich. Da praktisch auch kein Erfahrungswissen zur Terahertz-Technik bei den Anwendern vorliegt können die Möglichkeiten, Grenzen und Rahmenbedingungen für die Nutzung kaum richtig zu bewertet werden. Der FA 8.17 entwickelt eine einheitliche Sprache und definiert nachvollziehbare Qualitätsmerkmale für diese Technologie. Typische Anwendungsfelder für Mess-, Prüf- und Analyseaufgaben wurden in einem VDI-Statusreport veröffentlicht. 

Dr.-Ing. Joachim Jonuscheit Dr. Lars Liebermeister, Dr. Gerd Hechtfischer Nicht alle Mitglieder haben einer Anzeige im Internet zugestimmt
VDI/VDE-GMA FA 8.18 Lichttechnische und farbmetrische Gütekriterien und deren Anwendung

Der Fachausschuss hat ein mathematisches Verfahren entwickelt, das mit der menschlichen Wahrnehmung einer Beleuchtungshomogenität korreliert. In seiner weiteren Arbeit wird der Fachauschuss praktische Beispiele zur Anwendung des Verfahrens zusammenstellen, und Wegw aufzeigen, um die Homogenität von Beleuchtungen reproduzierbar zu spezifizieren und zu überprüfen.

Dr. rer. nat. Norbert Harendt - Dr.-Ing. Dominique Heilborn
Dr. habil. Christina Klüver
Dipl.-Ing. Jürgen Nevoigt
und weitere Experten
VDI/VDE-GMA FA 8.19 OCT

Die Optische Kohärenztomographie (OCT) ist ein bildgebendes Verfahren, das nicht-invasiv tomographische Tiefeninformationen in transparenten und semitransparenten Medien mit einem Auflösungsvermögen von wenigen Mikrometern aufnehmen kann und sowohl in der industriellen Messtechnik als auch in der biomedizinischen Diagnostik zur Anwendung kommt. Die OCT ergänzt die etablierten Verfahren wie z.B. die Röntgen-Computertomographie sowie die Ultraschall- und MRT-Bildgebung mit ihren spezifischen Leistungsmerkmalen. Für das vergleichsweise junge Messverfahren sind vielfältige Anwendungsfelder denkbar. Jedoch werden die verfahrensspezifischen Besonderheiten, die verschiedenen Verfahrensvarianten und deren Leistungsmerkmale derzeit nicht einheitlich benannt und beschrieben. Das schränkt die Vergleichbarkeit und damit verbunden eine stärkere Verbreitung der OCT unnötig ein. Das Wissen um und das Vertrauen in OCT soll daher durch technische Regeln gefördert werden, die die relevanten Begriffe und Messverfahren für Leistungskenngrößen definieren sowie typische Einsatzgebiete beschreiben. 

Dipl.-Phys. Niels König Dr. rer. nat. Marc Krug Thomas Buckert
Dipl.-Ing. (FH) Günther Hasna
Dr. rer. nat. Christoph Hauger
Dr. Bettina Heise
Dr.-Ing. Joachim Jonuscheit
Thomas Klein
M.Eng. Rouwen Kunze
Dipl.-Ing. (TU) Richard Steinbrecht
Julian Weichsel
und weitere Experten

Das Fachorgan des GMA-Fachbereichs Optische Technologien

Dr.-Ing. Erik Marquardt
Ihr Ansprechpartner

Dr.-Ing. Erik Marquardt