Auswahl der richtigen Optik

Die Auswahl eines geeigneten Objektivs ist essentiell: Es wird nicht das Prüfobjekt als solches in der Software erfasst und verarbeitet, sondern ein Videobild - das ein Abbild ist, was die Optik auf dem Sensor ablichtet und vom Kamerasensor "interpretiert" wird. Alle Komponenten, wie Beleuchtung, das Prüfobjekt, ein geeigneter Filter, der Kamerasensor und ganz besonders die Optik sind maßgeblich daran beteiligt, was zum Schluss als "Bild" auf dem Monitor zu sehen und auszuwerten ist. Jedes Objektiv weist in der Praxis je nach Qualität verschieden starke optische Fehler auf, die dann in die Bildinformation mit eingehen. So sind zum Beispiel einige Prozent Verzeichnung (geometrischer Fehler in Tonnen- oder Kissenform) bei einer Standardoptik üblich. Daher werden die Messergebnisse um diesen Fehlertoleranz schwanken, falls keine weiteren Software-seitigen Kalibrierungen erfolgen.

Typische Arten von Objektiven

• Entozentrische Standardoptiken (für den Normaleinsatz)
• Telezentrische Messobjektive (für präzise Messaufgaben)
• Farbkorrigierte Objektive (bei farbigen Objekten und Farbanwendungen, aber auch beim Einsatz von nicht monochromatischem, weißen Licht), sowie IR- oder UV-Objektive
• Zoomobjektive (hauptsächlich im Laboreinsatz, motorisierte Zoom-Objektive in BV-Anwendungen sind selten sinnvoll anwendbar)
• Makro-Objektive und Mikroskop-Optiken (für kleinste Bildausschnitte)

Auswahl der passenden Optik

Einige Dinge sind zu beachten, um die richtige Optik auszuwählen:

Zu allererst muss die Optik an die vorhandene Kamera montierbar sein. Hier existieren verschiedene Anschluss-Typen, wie C-Mount, CS-Mount, S-Mount, F-Mount, M42 bis M72. Bis auf F-Mount (Nikon-Bajonett) sind alle Optiken in der Regel über ein Feingewinde einschraubbar.
Vereinfacht gesagt, muss jetzt nur noch die richtige Brennweite für das Objektiv für einen bestimmten Arbeitsabstand berechnet werden und das Objektiv in der Lage sein, den Sensor formatfüllend zu belichten (genügend großer Bildkreis-Durchmesser).
Doch auch die optischen Details, wie z.B. Auflösungsvermögen, MTF, Vergütungen etc. und insbesondere die Art der optischen Abbildung sollten berücksichtigt werden, um ein möglichst perfektes Bild zur Auswertung erhalten.

• Größe des Prüfobjekts oder der zu erfassende Objektbereich
• Sensorgröße (Abbildungsgröße; durch Kamera definiert)
• Arbeitsabstand Prüfobjekt zur Optik (Achtung, gerechnet wird normalerweise der Abstand zur optischen Mitte des Systems und nicht zur Vorderkante des Objektivs.)
• Abstand Optik zum Sensor (durch Kamerahersteller definiert, üblich sind hier verschiedene Standards mit unterschiedlichen Auflagemaßen, wie C-Mount, CS-Mount, F-Mount.)
• Typ des Kamerasensors ( Pixelgröße=benötigtes Auflösungsvermögen der Optik, sowie Sensor-spezifische Details, wie Mikrolinsen etc.)
• Gewünschter optischer Strahlengang (entozentrisch oder telezentrisch)
• Lichtstärke / Blende des Objektivs / benötigte Schärfentiefe
• Wellenlänge des Lichts (monochromatisch-farbig/ weißes Mischlicht, Tageslicht/ IR/ UV)