Über Objektive

Optimales optisches System für hochpräzise Bildmessungen in allen vertikalen und horizontalen Richtungen

Telezentrische Optik umfasst ein optisches Design, bei dem die Hauptstrahlen im gesamten Objektiv parallel zur optischen Achse verlaufen. Die telezentrische Leistung auf der Objektseite ist bei der Bildvermessung besonders wichtig und eignet sich ideal für die Vermessung von Werkstücken, die in der Vertikalen Unebenheiten aufweisen. Auch Verzeichnungen in X und Y Richtung sind sehr gering. Die koaxiale Epi Beleuchtung wird zur Bestimmung von Mustern und Kratzern auf spiegelnden Oberflächen wie Siliziumwafern und auf glatten Metallen verwendet, wodurch man stabiles Spiegelreflexionslicht erhält.

nicht telezentrisches Objektiv

Leicht zu verkleinern.
Geringe Anzahl an Linsen.
Wenn sich das Werkstück auf und ab bewegt, ändert sich die Größe des Werkstücks.

Bilaterales telezentrisches Objektiv

Die Hauptstrahlen auf der Objekt und Bildseite verlaufen parallel zur optischen Achse des Objektivs.
Die Größe des Bildes ändert sich nicht, auch wenn sich das Werkstück auf und ab bewegt. (innerhalb der Tiefenschärfe)
Bei zunehmender Größe steigen auch die Kosten.

Objektseitig telezentrisches Objektiv

Die Hauptstrahlen verlaufen nur auf der Objektseite parallel zur optischen Achse des Objektivs.
Für koaxiale Epi Beleuchtung erforderliches System.
Die Größe des Werkstücks ändert sich nicht, selbst wenn sich das Werkstück auf und ab bewegt.
Da die Frontlinse die gleiche Größe wie das Werkstück haben muss, ist das Objektiv bei geringer Vergrößerung groß und teuer.
Die Bauart kann kleiner ausgeführt werden als bei doppelseitig telezentrischen Objektiven.

Bildseitig telezentrisches Objektiv

Die Hauptstrahlen verlaufen nur auf der Bildseite parallel zur optischen Achse des Objektivs.
Die Größe des Bildes ändert sich auch dann, wenn sich das Werkstück auf und ab bewegt.
Dieser Objektivtyp ist ideal für alle Videokameraobjektive zur Farbverschiebungskorrektur

Normales Objektiv

Telezentrisches Objektiv

Bei der Erfassung eines Werkstücks auf einer bestimmten Höhe mit einem normalen Objektiv werden dessen Seitenflächen betrachtet, wodurch ein gleich großes Objekt seine Größe zu ändern scheint, wenn sich seine Höhe ändert. Dies wird jedoch bei der Erfassung mit einem telezentrischen Objektiv eliminiert, wie im Diagramm rechts oben gezeigt.

Myutron verfügt über ein breites Sortiment an Endlich Objektiven. Das Sichtfeld (FOV) und die Bildformatgröße jedes Produkts werden in Form der optischen Vergrößerung ausgedrückt. Diese optische Vergrößerung ist der wichtigste Punkt bei der Auswahl des Objektivs, das mit dem jeweiligen System verwendet werden soll.

Bildformatgröße

Flächensensor

Bildgröße (Zoll)	1/3	1/2.5	1/2	1/1.8	2/3 (5MP)	1(5MP)	1(20MP)	1.1(12MP)	1.1(25MP)	4/3
Vertikale Abmessung (mm)	3.6	4.27	4.8	5.35	7.1	10.2	8.81	10.35	12.8	13
Seitenabmessung (mm)	4.8	5.7	6.4	7.14	8.47	12.8	13.19	14.13	12.8	17.3
Diagonalmaße (mm)	6	7.12	8	8.93	11	16.4	15.86	17.5	18.1	23.5

Großflächensensor

Auflösungsleistung (Megapixel)	19.6MP	20MP	25MP	31MP	51MP	61MP	65MP	71MP	101MP	120MP	151MP
Auflösungsleistung (H x V)	4416 x 4428	5120 x 3840	5120 x 5120	6464 x 4852	8424 x 6032	9588 x 6380	9344 x 7000	10000 x 7096	11648 x 8742	13264 x 9176	14192 x 10640
Pixelgröße (μm)	3.45	6.4	4.5	3.45	4.6	3.76	3.2	3.1	3.76	2.2	3.76
Vertikale Abmessung (mm)	15.24	24.6	23.04	22.3	38.75	35.98	29.9	31	43.8	29.18	53.36
Seitenabmessung (mm)	15.28	32.8	23.04	16.74	27.75	23.99	22.4	22	32.87	20.19	40.01
Diagonalmaße (mm)	21.6	41	32.6	27.9	47.7	43.2	37.4	38	54.8	35.5	66.7

Dies ist die typische Sensorgröße, die derzeit in industriellen Anwendungen verwendet wird. Es ist zu erwarten, dass es im Zuge der Diversifizierung der Anwendungen auch in Zukunft weiterhin verschiedene Größen geben wird.

Zeilensensor

Sensorgröße (mm)	10.24	14.34	20.48	28.67	28.67	35	36	57.34	57.34	61.44	81.92
Pixelgröße (μm)	10	14	10	14	7	4.7	7	7	3.5	5	5
Pixelanzahl (Pixel)	1024	1024	2048	2048	4096	7450	5150	8192	16384	12288	16384

Die Sensorgröße wird durch Pixelgröße x Pixelanzahl bestimmt. Als Reaktion auf höhere CPU Geschwindigkeiten werden die Sensoren immer länger. Je größer der Sensor, desto größer das entsprechende Objektiv und desto schwieriger ist es herzustellen.

Formel zur Berechnung der optischen Vergrößerung

Sichtfeld

(Beispiel) Der Bereich (Abmessungen), der tatsächlich sichtbar ist, wenn eine Kamera am Objektiv angebracht ist.
Optische Vergrößerung 0.5x, Bildformatgröße 1/2 Zoll (Diagonale 8mm)

Vergrößerung

Digitale Vergrößerung und Bildschirmvergrößerung

Digitale Vergrößerung

Unter digitaler Vergrößerung versteht man die Vergrößerung, mit der das vom Bildsensor erfasste Bild auf dem Monitor angezeigt wird.

Bildschirmvergrößerung

Damit ist die Vergrößerung gemeint, die beim Betrachten eines Motivs durch ein Objektiv auf einem Bildschirm entsteht. Bildschirmvergrößerung (optische Vergrößerung M) x (digitale Vergrößerung)
EBeispiel: Optische Vergrößerung 0.5x, Bildformatgröße 1/2 Zoll (Diagonale 8mm), Monitorgröße 15 Zoll (1 Zoll = 25.4mm)

So finden Sie den Aufnahmebereich

(Beispiel) Wenn ein Objekt in einer Entfernung von 100m mit einer 2/3 Zoll Kamera und einem Objektiv mit einer Brennweite (f) von 50mm erfasst wird, bis zu welcher Höhe (X) kann das Objekt erfasst werden?

So ermitteln Sie die Brennweite

(Beispiel) Wenn Sie eine 2/3 Zol Kamera verwenden, um ein Objekt zu erfassen, das 2m hoch und 20m von der Vorderseite des Objektivs entfernt ist, wie groß muss dann die Brennweite (f) des Objektivs sein?