Abbildungsoptik

Handbuch zur industriellen Bildverarbeitung
(Fraunhofer Vision Leitfaden-Reihe Band 17)

Beitrag 1.5: Abbildungsoptik

Autor: Klaus Spinnler, Fraunhofer EZRT

Abbildung durch ein telezentrisches Objektiv
© Fraunhofer Vision

Abbildung durch ein telezentrisches Objektiv: Gleich große Objekte werden trotz unterschiedlicher Entfernungen gleich groß auf dem Sensor abgebildet

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Zur Unterscheidung von der Beleuchtungsoptik werden alle optischen Komponenten, die die Abbildung der vom Prüfobjekt kommenden Strahlung auf den Bildsensor bewerkstelligen, als Abbildungsoptik bezeichnet. Dabei handelt es sich typischerweise um Objektive in einer an die Anwendung angepassten Bauform, mit denen das beleuchtete Werkstück bzw. der interessierende Bildausschnitt auf den Sensorchip der Kamera abgebildet wird.

Anhand einfacher strahlenoptischer Überlegungen können die Grundparameter wie Abbildungsmaßstab, Größe der beobachtbaren Szene und Arbeitsabstand ermittelt werden.

Zu berücksichtigen sind dabei die konstruktiv festgelegten Merkmale der Objektive, mögliche Abbildungsfehler sowie physikalische Gesetzmäßigkeiten, wie z. B. der Zusammenhang zwischen erreichbarer Schärfentiefe und Lichtstärke (bzw. Blendenwert), Brennweite und Abbildungsmaßstab.

Zu beachten ist bei der Objektivauswahl auch der Spektralbereich, für den das Objektiv konstruiert wurde. Objektive für den sichtbaren Bereich des Lichts (VIS) sind für einen Spektralbereich von etwa 380 bis 780 nm berechnet. Wird das Objektiv außerhalb seiner Spezifikation betrieben, z. B. bei IR-Beleuchtung, so ist mit verschlechterten Kennwerten zu rechnen.

 

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