Ratgeber Fixed Focus Lenses: Schritt für Schritt das
richtige Objektiv für Ihre Anwendung finden
Festbrennweiten-Objektive gehören zu den wichtigsten Komponenten eines Machine-Vision-Systems. Sie bestimmen maßgeblich, welche Details sichtbar werden, wie groß das Bildfeld ist und wie zuverlässig die Auswertung funktioniert. Dieser Ratgeber führt Sie Schritt für Schritt durch die wichtigsten Kriterien, die Sie bei der Auswahl berücksichtigen sollten – von der Sensorgröße über Brennweite und Mount bis hin zu besonderen Einsatzbedingungen.
1. Sensorgröße – das Fundament jeder Objektivwahl
Bevor Sie über Brennweite oder Blende nachdenken, muss feststehen, welche Sensorgröße Ihre Kamera hat. Das Objektiv muss diesen Sensor vollständig ausleuchten – sonst entstehen Vignettierungen oder Unschärfen an den Rändern. Im Produktfilter können Sie unter „Sensor Size“ zwischen Formaten wie 1/3", 1/2", 2/3", 1", 4/3" oder Vollformat wählen. Richten Sie sich immer nach dem größten Sensor, den Sie tatsächlich einsetzen – oder einsetzen möchten. Ein Objektiv für 2/3" funktioniert zwar auch an einer 1/2"-Kamera, umgekehrt aber nicht.
Praxis-Tipp:
Planen Sie lieber etwas Reserve ein. Wenn in Zukunft eine höher auflösende Kamera mit größerem Sensor zum Einsatz kommt, bleibt das Objektiv weiterhin kompatibel.
2.
Arbeitsabstand und Bildfeld – die passende Brennweite berechnen
Der zweite Schritt ist die Definition von Arbeitsabstand und Bildfeldgröße. Beides zusammen bestimmt, welche Brennweite Sie benötigen, um Ihr Objekt oder Ihren Bereich vollständig zu erfassen.
Im Produktfilter finden Sie dafür die Felder „Focal Length (mm)“ und „Working Distance (mm)“. Je größer der Arbeitsabstand oder je kleiner das gewünschte Bildfeld, desto länger muss die Brennweite sein – und umgekehrt.
Beispiel:
Wenn Sie eine Fläche von 200 mm × 150 mm aus 400 mm Entfernung mit einem 1"-Sensor abbilden möchten, liegt die ideale Brennweite bei etwa 25 mm. (Als Näherung gilt: f = Sensorgröße × Arbeitsabstand / Bildfeld.)
Praxis-Tipps:
• Bei beengtem Bauraum sind kurze Brennweiten (Weitwinkel) oft vorteilhaft.
• Für präzise Messaufgaben oder große Arbeitsabstände eignen sich längere Brennweiten.
• Wenn Sie zwischen zwei Werten schwanken, wählen Sie lieber die etwas kürzere Brennweite – so bleibt das Sichtfeld flexibel.
3. Mount-Typ
– die Schnittstelle zwischen Kamera und Objektiv
Das Mount-System legt fest, wie Objektiv und Kamera mechanisch und optisch miteinander verbunden sind. Im industriellen Bereich ist der C-Mount der mit Abstand häufigste Standard.
Er eignet sich für Sensoren bis etwa 1 Zoll Größe und bietet eine solide, vibrationsfeste Verbindung. Im Produktfilter können Sie gezielt nach „Mount Type“ filtern – z. B.:
• C-Mount: Standard für die meisten Industriekameras.
• CS-Mount: kompakter Aufbau, vor allem bei kleinen Kameras (Achtung: kürzeres Auflagemaß – C-Mount-Objektive brauchen einen 5 mm Abstandsring).
• F-Mount: für große Sensoren oder wenn sehr robuste, verschraubbare Verbindungen benötigt werden.
• M42 / T-Mount: für Zeilenkameras oder große Bildkreise.
• S-Mount (M12): für platzkritische Mini- oder Embedded-Systeme.
Praxis-Tipp:
Wählen Sie den Mount immer passend zur Kamera.
Bei Systemwechseln auf größeren Sensor → F-Mount in Betracht ziehen.
4. Blende
und Schärfentiefe – Licht optimal nutzen
Die Blendenöffnung (Iris) steuert, wie viel Licht auf den Sensor fällt – und beeinflusst gleichzeitig die Schärfentiefe. Ein großer Blendenwert (z. B. f/1.4) lässt viel Licht durch, reduziert aber die Schärfentiefe. Kleinere Blenden (f/8 oder f/11) vergrößern die Schärfentiefe, erfordern aber mehr Beleuchtung.
Im Produktfilter können Sie nach „Aperture“ filtern.
Praxis-Tipp:
Für Serienanlagen immer eine arretierbare Blende wählen. Für Hochgeschwindigkeits- oder Low-Light-Aufnahmen lohnt sich ein besonders lichtstarkes Objektiv (z. B. f/1.4).
5. Auflösung
und Pixelgröße – Schärfe bis ins Detail
Je kleiner die Pixelgröße des Sensors, desto höher muss die optische Auflösung des Objektivs sein. Ein 12-Megapixel-Sensor mit 3 µm Pixelgröße stellt höhere Anforderungen als ein 2-Megapixel-Sensor mit 5 µm Pixeln.
Im Produktfilter helfen die Filter „Resolution“ oder „Min. Pixel Size“, geeignete Serien einzugrenzen. Wählen Sie das Objektiv so, dass es die Sensorauflösung mindestens erreicht – besser noch leicht übertrifft. So vermeiden Sie sichtbare Unschärfen und nutzen die Kamera optimal aus.
Praxis-Tipps:
• Für Sensoren mit ≥ 3 MP: „High Resolution“- oder „MP-Serie“ wählen.
• Für besonders kleine Pixel (≤ 2 µm): Apochromatische oder „Ultra High Res“-Objektive bevorzugen.
• Prüfen Sie in den technischen Daten den angegebenen MTF-Wert (Modulation Transfer Function) – er zeigt, wie gut das Objektiv feine Strukturen überträgt.
6. Spektrum
und Wellenlänge – nicht jedes Licht ist gleich
Objektive sind meist für den sichtbaren Bereich (400 – 700 nm) optimiert. In der industriellen Bildverarbeitung kommen jedoch häufig Kameras zum Einsatz, die NIR- (Near Infrared) oder SWIR- (Short Wave Infrared) Licht auswerten.
Im Produktfilter lässt sich über „Wavelength Range“ gezielt nach Objektiven für spezielle Spektren filtern:
• VIS (Visible): Standardbeschichtung für Farb- und Graustufenaufnahmen.
• VIS-NIR: breitbandige Vergütung, deckt auch nahe IR-Bereiche bis 900 nm ab – Standard bei vielen Industrieobjektiven.
• SWIR: Spezialgläser und Beschichtungen für 900 – 1700 nm – z. B. zur Material- oder Feuchteerkennung.
• UV: für Fluoreszenz- oder Mikroskopie-Anwendungen.
Praxis-Tipp:
Wenn Sie NIR-Beleuchtung verwenden, wählen Sie immer ein VIS-NIR-kompatibles Objektiv. Bei SWIR- oder UV-Kameras benötigen Sie ausdrücklich dafür ausgelegte Serien – Standardoptiken liefern hier keine scharfen Bilder.
7.
Mechanische Bauform und Umgebungseinflüsse
Neben den optischen Werten ist auch die Mechanik entscheidend für die Langzeitstabilität des Systems. Vibration, Temperaturänderungen oder Staub können den Fokus beeinflussen, wenn das Objektiv dafür nicht ausgelegt ist. Im Produktfinder helfen Parameter wie „Dimension / Weight“, „IP Protection Class“ oder „Shock & Vibration Rating“, geeignete Modelle auszuwählen.
Empfehlungen:
• Kompakte Bauform: wenn der Einbauraum begrenzt ist (z. B. in Robotern oder Prüfstationen).
• Ruggedized-Modelle: verklebte Linsengruppen und fixierte Einstellringe – ideal bei Dauer-Vibration.
• IP-geschützte Varianten: für feuchte, staubige oder hygienische Umgebungen (IP65/67, Food-Grade).
• Temperaturkompensierte Serien: stabiler Fokus trotz wechselnder Umgebungstemperaturen.
Praxis-Tipp:
Wenn das System 24/7 läuft oder mechanischen Belastungen ausgesetzt ist, sparen Sie nie an der mechanischen Qualität.Ein „ruggedized“-Objektiv hält die Kalibrierung über Jahre stabil.
