Objektivrechner für die Bildverarbeitung

Die Objektivwahl hängt von drei Größen ab: der Sensorgröße, dem Arbeitsabstand und dem benötigten Sichtfeld. Zusammen legen sie die Brennweite fest, die etwa der Sensorgröße mal dem Arbeitsabstand geteilt durch das Sichtfeld entspricht. Das Objektiv muss dann zwei weitere Dinge leisten: den gesamten Sensor ohne dunkle Ecken ausleuchten und genügend Detail für die Pixel der Kamera auflösen. Dieser Rechner ermittelt all das und stellt ein passendes Objektiv aus unserem Sortiment in die engere Wahl.

Das Sensorformat ist die optische Größe des Sensors, angegeben in Zoll wie 2/3 Zoll oder 1,1 Zoll oder als Diagonale in Millimetern. Es ist wichtig, weil jedes Objektiv einen Bildkreis fester Größe projiziert, und dieser Bildkreis muss gleich groß oder größer als der Sensor sein, sonst werden die Bildecken dunkel, was als Vignettierung bezeichnet wird. Beachtenswert ist, dass dieselbe Zoll-Angabe je nach Sensorhersteller leicht unterschiedliche Millimetergrößen bedeuten kann; entscheidend sind daher die tatsächliche Breite und Höhe in Millimetern, weshalb dieses Werkzeug sie aus Ihrer Auflösung und Pixelgröße ableitet.

Die Brennweite bestimmt den Bildwinkel. Eine kürzere Brennweite ergibt ein weiteres Blickfeld und lässt das Objekt näher heran, während eine längere ein engeres Blickfeld mit mehr Vergrößerung ergibt und für weiter entfernte Objekte geeignet ist. Als Richtwert entspricht die Brennweite etwa der Sensorgröße mal dem Arbeitsabstand geteilt durch das Sichtfeld. Geben Sie Ihren Arbeitsabstand und die Objektgröße ein, und der Rechner liefert die Brennweite und ordnet sie den nächstgelegenen vorrätigen Objektiven zu.

Ein Objektiv hat ein eigenes Auflösungsvermögen, oft angegeben als Megapixel-Wert oder unterstützte Pixelgröße in Mikrometern. Das Objektiv muss Detail bis zur Größe der Kamerapixel auflösen; ein für geringe Auflösung ausgelegtes Objektiv begrenzt daher einen hochauflösenden Sensor, so gut die Kamera auch ist. Als Faustregel sollte der Objektivwert den des Sensors erreichen oder übertreffen, und moderne Sensoren mit Pixeln von etwa 2,74 bis 3,45 Mikrometern benötigen entsprechend ausgelegte Objektive.

Die Blendenzahl bestimmt, wie viel Licht das Objektiv durchlässt und wie viel Schärfentiefe Sie erhalten. Eine größere Blende, also eine kleinere Blendenzahl, sammelt mehr Licht und eignet sich für schnelle Linien und kurze Belichtungen, ergibt aber eine geringere Schärfentiefe. Eine kleinere Blende, also eine größere Blendenzahl, vergrößert den Schärfebereich, weicht das Bild aber schließlich durch Beugung auf. Der Rechner zeigt diesen Kompromiss und warnt Sie, wenn die Blende für Ihre Pixel zu weit geschlossen ist.

Das Schließen der Blende erhöht die Schärfentiefe, doch ab einem bestimmten Punkt wird die Beugungsunschärfe, das Airy-Scheibchen, größer als ein Pixel und feines Detail geht verloren. Daher gibt es für jede Sensor-Objektiv-Kombination eine maximal empfohlene Blendenzahl. Der Rechner berechnet sie für Ihre Konfiguration und weist darauf hin, wenn die gewählte Blende sie überschreitet, sodass Sie weiter öffnen oder den Kompromiss zugunsten von mehr Schärfentiefe akzeptieren können.

Schärfentiefe ist der Entfernungsbereich vor und hinter dem Fokuspunkt, der ausreichend scharf bleibt. Mehr davon erhalten Sie mit einer kleineren Blende oder kürzeren Brennweite, weniger aus der Nähe bei starker Vergrößerung. Es ist stets ein Kompromiss, denn eine kleinere Blende kostet Licht und bringt letztlich Beugung mit sich, weshalb es hilft, alle drei zusammen zu betrachten, wie der Rechner zeigt.

Der Anschluss muss zwischen Objektiv und Kamera passen. C-Mount ist in der Bildverarbeitung am verbreitetsten, mit einem Auflagemaß von 17,526 mm, und deckt Sensoren bis etwa 1,1 Zoll ab. CS-Mount sitzt mit 12,5 mm näher am Sensor und findet sich an Kompaktkameras. Größere Sensoren wechseln zu F-Mount, TFL-Mount oder M42, die einen größeren Bildkreis projizieren. Am sichersten prüfen Sie den Anschluss Ihrer Kamera zusammen mit dem Sensorformat.

Telezentrische Objektive halten den Abbildungsmaßstab konstant, unabhängig davon, wo sich das Objekt innerhalb ihres Bereichs befindet, was den Perspektivfehler gewöhnlicher Objektive beseitigt. Damit sind sie die richtige Wahl für genaues Messen und Lehren, bei dem ein Merkmal überall im Feld gleich groß erscheinen muss. Für Prüfungen, bei denen Sie Anwesenheit, Fehler oder Codes statt präziser Maße kontrollieren, bietet ein Standardobjektiv mit fester Brennweite meist das bessere Preis-Leistungs-Verhältnis.

Ein Objektiv mit fester Brennweite ist auf eine Brennweite eingestellt und hält sie, was an einer Produktionslinie das stabilste und wiederholbarste Ergebnis liefert und daher die übliche Wahl in der Bildverarbeitung ist. Varifokal- und Zoomobjektive erlauben das Verstellen der Brennweite, was bei der Einrichtung hilft oder wenn eine Kamera mehrere Produktgrößen abdecken muss, auf Kosten der Wiederholbarkeit. Für eine feste Station wird normalerweise das Festbrennweitenobjektiv bevorzugt.

Ja. Die meisten Bildverarbeitungsobjektive sind für sichtbares Licht und das nahe Infrarot korrigiert, verhalten sich aber nicht über alle Wellenlängen gleich, und der Fokus kann zwischen Sichtbar und Infrarot wandern. Kurzwelliges Infrarot, SWIR, benötigt speziell für dieses Band korrigierte Objektive, weshalb der Rechner die Auswahl nach dem gewählten Spektralband filtert. Wenn Sie außerhalb des normalen sichtbaren Lichts arbeiten, nennen Sie uns das Wellenband, und wir bestätigen die Optik.