Glossar

Optische Vergrößerung

Die Vergrößerung ist ein Verhältnis zwischen FOV und Kamera-Sensorgröße.

Monitorvergrößerung

Brennweite (f)

Sichtfeld (FOV)

※ In Spezifizierungstabellen wird der FOV durch Standardgrößen der CCD-Sensoren berechnet. Um den genauen FOV Ihres Bildes zu erhalten, berechnen Sie den effektiven Pixelwert und die Pixelgröße des Sensors.

Arbeitsabstand (WD)

Distanz zwischen Objekt und der ersten Objektiv-Linse

O/I (Objekt zum Sensor)

Distanz zwischen Objekt und Sensor

Bildkreis, Abschattung

Ein Objektiv hat die Fähigkeit, eine bestimmte Sensorgröße zu unterstützen.
Die maximale Sensorfläche, die das Objektiv unterstützen kann, ist der Bildkreis. Wenn der Sensor zu groß ist, verursacht dies Abschattungen oder "Vignettierungen".

TV Verzerrung (TV.D)

Die Abweichung von der geraden Linie eines Objektes
Ausgedrückt in Prozent.
※ Distortion (D) : Siehe Diagram2

Blende (F / #)

Die Blendenzahl F definiert die Lichtdurchlässigkeit eines Objektivs bei Abbildung eine unendlich weit entfernten Objektes.
F / # = Brennweite / Durchmesser der Blende (Effektive Blende)

Blendenzahl

Beschreibt die Helligkeit bei definierter Vergrößerung
W.F/# = (1+Vergrößerung) x F/# = Vergrößerung / 2NA

Numerische Blende (NA)

Messung des Lichtkegel durch eine Linse. NA gegeben ist durch :
N.A.(Numerical Aperture)
Der Halbwinkel der Objektseite in die Blende ist u, der Halbwinkel der Bildseite aus der Blende ist u' und der Brechungsindex ist n (Objekseite) bzw. n' Bildseite.
※ Für Makro-Objektive, ergibt sich NA aus: NA = M / 2xF, NA' = 1/2F, Beziehung zwischen NA und NA': NA = NA' x Vergrößerungsfaktor

Schärfentiefe (DOF)

Die Schärfentiefe ist der Bereich von Objektabständen, in dem das Bild scharf ist. Ein weiterer Parameter, der den Abstand auf der Bildseite (Sensorseite) beschreibt, wird als Fokustiefe bezeichnet. Das erträgliche Maß an Unschärfe wird zulässiger Circle of Confusion oder zulässiger COC genannt.
Dies repräsentiert den kleinsten Durchmesser eines Strahlenbündels, der auf die Bildebene fokussiert abgebildet wird.
Der Durchmesser des zulässigen COC wird von der Anwendung definiert. Sie hängt von der Pixelgröße des Sensors und den Genauigkeitsanforderungen ab.
Die Tiefenschärfe ist hier gegeben durch:

DOF = 2 x zulässiger COC x W.F/# / Vergrößerung x Vergrößerung
DOF = zulässiger COC / (Max. Vergrößerung)

※Wir verwenden als zulässigen COC 0,04mm.

Relative Beleuchtungsstärke

Relative Beleuchtungsstärke ist das Verhältnis der Helligkeit zwischen Zentrum und Rand des Bildes.
Sie wird in Prozent von der Beleuchtungsstärke im Zentrum angegeben.

Airy Disk (Beugungsscheibchen) und Auflösung

Auch ein ideales Objektiv ohne Aberrationen kann Objektdetails nur bis zu einer bestimmten Größe abbilden.
Die Diffraktion aufgrund von optischer Beugung limitiert die mögliche Auflösung. Die Stelle eines Objektivs mit der größten Auflösung nennt man Beugungsscheibchen.
Der Radius r des Scheibchens wird von der Wellenlänge λ und der numerischen Blende NA gegeben:

r = 0,61 x λ / NA

Bei längeren Wellenlängen ist das Beugungsscheibchen größer.
ex)
Ein Objektiv mit NA = 0.07 bei 550nm Wellenlänge:
r = 0,61 x 0,55 / 0,07 = 4,8 µm
Die Auflösung auf dem Datenblatt der VST wird durch diese Gleichung gegeben.

Auflösungsvermögen

Das Auflösungsvermögen wird dargestellt durch die Anzahl von unterscheidbaren schwarzen und weißen Linien pro Millimeter gegeben. Das Auflösungsvermögen wird als die Anzahl der Linienpaare pro Millimeter (lp/mm) ausgedrückt. Die Kontraststärke des der Linien muss definiert werden, um Unterschiede einheitliche Ergebnisse zu erhalten.

MTF und Auflösung

Die Modulationsübertragungsfunktion (MTF) beschreibt, wie der Kontrast in Abhängigkeit von der Ortsfrequenz variiert. Die MTF gibt die Fähigkeit einer Linse an, Informationen vom Objekt in die Bildebene zu übertragen.
Der Kontrast wird üblicherweise durch ein Ortsfrequenz-Testbild mit schwarzen und weißen Linienpaaren gemessen. Dort, wo die Intensität zwischen schwarz und weiß perfekt beschrieben ist, setzt man den Kontrast (Modulation) auf 100%. (Abbildung 1)

Wenn die Unterschiede zwischen Schwarz und Weiß nicht mehr aufgelöst werden kann, ist der Kontrast zu gering. Höhere Ortsfrequenzen werden aufgrund von Aberrationen des Objektivs mit weniger Kontrast abgebildet.

Abbildung 2 und 3 sind die Ortsfrequenz über dem Grauwert auf der Objektseite B und der Bildseite A (Sensor). Der Kontrast (MTF) ist durch das Verhältnis von A und B gegeben.
Das Auflösungsvermögen ist die Fähigkeit eines Objektivs zwischen zwei Linien, die nahe beieinander liegen, zu unterscheiden. Sie wird im Allgemeinen in Mikrometer ausgedrückt, berücksichtigt aber auch den Kontrast. MTF drückt die Beziehung zwischen Auflösung und Kontrast aus.
Objektive besitzen niedrigere MTF bei höheren Frequenzen. Bei einer MTF von unter 0,1 kann das Objektiv in der Regel nicht mehr schwarze und weiße Elemente unterscheiden, was gewöhnlich bei niedrigern Auflösungen als berechnet stattfindet.

Abbildung 4 zeigt das Auflösungsvermögen und den Kontrast zweier Objektive über der Ortfrequenz. Objektiv "a" hat eine niedrige Auflösung und hohen Kontrast bei geringen Ortfrequenzen, während Objektiv "b" weniger Kontrast bei niedrigen Frequenzen bietet, jedoch eine größeres Auflösungsvermögen bei hohen Frequenzen aufweist. In realen Bildverarbeitungsanwendungen hängt die Leistungsfähigkeit eines Objektivs von verschiedenen Faktoren ab und es reicht meist nicht aus, ein Objektiv anhand seines Auflösungsvermögens auszusuchen

Telezentrizität

Die Telezentrizität bestimmt sich aus dem Betrag, um den sich die Größe eines Objekts verändert, wenn man es auf das Objektiv zu bewegt. BessereTelezentrizität bedeutet weniger Vergrößerungsveränderungen.Telezentrische Objektive bieten eine konstante Abbildung mit quasi unendlicher Schärfentiefe.
Der Grad der Telezentrizität am Rand des Bildfeldes gemessen. Sie können die Telezentrie leicht überprüfen, indem Sie ein Objekt wählen, wie unten dargestellt. Bitte beachte Sie, dass das telezentrische Objektiv notwendig sind für die Messung von dreidimensionalen Objekten oder Objekte, deren Arbeitsabstand nicht kontant ist.