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Optiken

Damit eine Kamera ein Bild von einem Objekt aufnehmen kann, wird ein Objektiv benötigt. Durch das Linsensystem des Objektivs entsteht das Bild durch die vom Objekt reflektierten bzw. emittierten Lichtstrahlen in der Bildebene. Dort kommen CCD- oder CMOSSensoren zum Einsatz.

Der Aufbau des Linsensystems eines Objektivs (Linsenradien, Abstände zwischen den Linsen) und die Abstände zwischen Objekt und Objektiv (= Arbeitsabstand), wie auch der Abstand des Objektivs zum Sensor beeinflussen die Abbildung. Das Verhältnis zwischen Objektabbild (= Bild) und Objekt wird als Vergrößerung bezeichnet. Die nachfolgende Grafik zeigt vereinfacht die Funktionsweise eines Objektivs.

Durch die Auswahl der Brennweite des Objektivs wird der Abbildungsmaßstab definiert, d.h. das Verhältnis der Bildgröße auf dem Sensor zum Objekt.

Objektive, bei denen das Linsensystem unveränderlich in festen Abständen zueinander verbaut ist und die keine Fokussiereinheit besitzen, sind »echte« Festbrennweitenobjektive mit fixem Mindestarbeitsabstand (MOD). Weiterhin gibt es Festbrennweitenobjektive mit Fokussiereinheit, bei denen der MOD geringfügig variiert werden kann. Aufgrund der festen Brennweite verfügen diese Objektive über einen relativ festen Vergrößerungsbereich. Da die Parameter wie Arbeitsabstand und benö- tigte Vergrößerung einer Applikation meist feststehen und unveränderlich bleiben, werden in der Bildverarbeitung hauptsächlich Objektive mit fester Brennweite eingesetzt.

Zoomobjektive sind in der Bildverarbeitung weit weniger stark verbreitet. Diese Objektive verändern ihre Brennweite, indem sich Teile des Objektivs bewegen. Zoomobjektive sind somit mechanisch weniger stabil, weisen geringere Wiederholgenauigkeiten auf und sind für exakte Messungen nicht geeignet.