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Auswahlkriterien für Optiken

Die Wahl des richtigen Objektivs ist direkt abhängig vom Sensor der verwendeten Kamera. Dabei sind in Bezug auf die Optikauswahl vor allem die Parameter Chipgröße und Pixelgröße von Bedeutung.

  • Sensorgröße ↔ Bildkreisdurchmesser

Das Objektiv muss in der Lage sein, die komplette Sensorfläche auszuleuchten, um Vignettierungen (Abschattungen) im Bild zu vermeiden.

  • Pixelgröße ↔ optische Auflösung

Das Objektiv muss in der Lage sein, die Pixelgröße aufzulösen. Je besser die optische Auflösung des Objektivs, desto feinere Strukturen können übertragen werden. Ein Maß für die optische Qualität ist dabei die sogenannte Modulationstransferfunktion (MTF) des entsprechenden Objektivs. Sie beschreibt mathematisch den Vergleich zwischen dem Detailkontrast an Kanten eines Objektes und dem Detailkontrast von dessen bildlicher Darstellung.

  • Objektauflösung ↔ Abbildungsmaßstab

Um ein Detail am Objekt auflösen zu können und eine eindeutige Kantenerkennung zu gewährleisten, sollte dieses Detail auf ca. 4 Pixel abgebildet werden. Somit hängt der benötigte Abbildungsmaßstab direkt von der gewünschten Objektauflösung bzw. der Pixelgröße ab.

Erst die Kenntnis all dieser applikationsspezifischen Parameter ermöglicht eine sorgfältige Auswahl eines optimal passenden Objektivs, um allen Anforderungen hinsichtlich Bildgröße und Bildqualität gerecht zu werden.

Sensorgrößen

Die Größe der Kamerasensoren wird oft in Zoll angegeben, obwohl diese nicht der tatsächlichen Größe des Sensors entspricht. Bei der Auswahl eines Objektivs ist es sehr wichtig, dass die Formatgröße mit der des gewählten Sensors übereinstimmt oder größer ist.

Die maximale Sensorgröße ist immer Teil der Beschreibung eines Objektivs. Manchmal wird auch der maximale Bildkreisdurchmesser angegeben. Dies ist ein Kreis mit der Sensordiagonale als Durchmesser.

Der Kameraanschluss

Die Befestigung eines Objektivs an einer Kamera muss bestimmte Kriterien erfüllen: Neben der mechanischen Stabilität (ein wackelndes Objektiv liefert auch ein verwackeltes Bild!) muss auch der Abstand zum Sensor definiert sein. Um eine Kompatibilität zwischen den unterschiedlichsten Optiken und Kameras zu gewährleisten, wurden in der Vergangenheit verschiedene Standardkameraanschlüsse festgelegt:

Kleinere Adapter wie S-Mount werden meist bei Platinenkameras und Kameras mit abgesetzten Mikroköpfen verwendet, bieten aber nur geringe Einstellmöglichkeiten.

Der in der Bildverarbeitung am häufigsten eingesetzte Befestigungstyp ist der C-Mount. Für diesen Anschluss sind die meisten Produkte inklusive Zubehör verfügbar.

Der CS-Mount-Adapter entspricht prinzipiell einem C-Mount, verfügt aber über ein um 5 mm kürzeres Auflagemaß und wird häufig in CCTV-Anwendungen, jedoch weniger in der Bildverarbeitung verwendet.

TIPP: Eine C-Mount-Optik kann bei Verwendung eines 5-mmZwischenrings auch für eine Kamera mit CS-Mount verwendet werden. Umgekehrt ist dies aber nicht möglich.

Mit F-Mount bezeichnet man den SLR-Adapter von Nikon. Aufgrund der Größe des Bildkreisdurchmessers wird er häufig für Zeilenkameraanwendungen und große Matrixsensoren verwendet. Durch den Bajonettverschluss lassen sich Objektive einfach tauschen.

In der Vergangenheit war dies eine attraktive, kostengünstige Option, da auf diese Weise Nikon SLR-Kameraobjektive verwendet werden konnten. Da Spiegelreflexkameras inzwischen aber auch Auto- und Motorfokus-Objektive verwenden, wurde die Produktion von SLRObjektiven eingestellt. Einige Spezialanbieter bieten diese weiter an, allerdings zu einem höheren Preis. Für Anwendungen mit hohen Vibrationen werden meist Schraubenhalterungen wie die M42 unten bevorzugt.

Die Kameraanschlüsse mit M42-Gewinde (manchmal auch als T-Mount bezeichnet), M58x0,75 und M72x1-Gewinde sind eine Alternative zu F-Mount und werden hauptsächlich für Zeilenkameras oder hochauflösende Sensoren eingesetzt, da sie robuster sind.

Für großformatige Anwendungen, die eine motorisierte Blende und Fokussierung erfordern, wird auch der Canon-EF-Objektivanschluss verwendet.

Seit der Einführung digitaler Sensoren in der Consumer-Fotografie haben sich immer mehr Kamerahersteller dazu entschlossen, auf Spiegel zu verzichten, Panasonic und Olympus haben inzwischen mit dem Micro-Four-Third-System-Standard (MFT) ein spiegelfreies System entwickelt:

Einige Hersteller von Industriekameras bieten diesen Kameraanschluss mit der notwendigen Steuerung an. Wie jedes moderne Consumer-Kamerasystem steuert das MFT-System Blende und Fokus durch die Kamera. Dadurch haben die Objektive keine Blendenringe mehr. Eine manuelle Steuerung von MFT-Objektiven, wie normalerweise bei allen Consumer-Objektiven üblich, ist daher nicht möglich.

Besondere Nachteile von Consumer-Objektiven sind, dass sie nicht so stabil sind wie eine Schraubfassung, z.B. M42, und ohne Vorankündigung abgekündigt werden können. Der Vorteil der MFT-Halterung ist ein klar definierter Brennweitenbereich von 19,25 mm.

Anmerkung: Es ist entscheidend, die ausgewählte Kamera mit dem passenden Objektiv zu versehen. Dies ist nicht nur unter dem rein mechanischen Aspekt wichtig, denn ein falsches Objektiv in der Kamera kann dazu führen dass überhaupt kein oder ein unscharfes Bild erzeugt.