Optische Systeme

II. Die optimale Anpassung des optischen Systems
1.
Grundlagen der optischen Abbildung
2.
Wichtige optische Parameter in der Bildverarbeitung
3.
Perspektivarten
4.
Telezentrische Systeme
Dr. Peter-Michael Merbach
Die Anpassung des optischen Systems
1
1. Grundlagen der optischen Abbildung
Dr. Peter-Michael Merbach
Die Anpassung des optischen Systems
2
1. Grundlagen der optischen Abbildung
Abbildung eines nahen Gegenstandes:
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2. Wichtige optische Parameter in der Bildverarbeitung
Übersicht über die gebräuchlichsten Sensorformate:
•
Bezeichnung
1,34" = 4/3"
1,2"
1"
2/3"
1/1,8"
1/2"
1/3"
1/2,7"
1/4"
1/5"
1/6"
Fläche [mm²]
17,4 x
15,2 x
12,8 x
8,8 x
7,0 x
6,4 x
4,8 x
5,3 x
3,6 x
2,9 x
2,1 x
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13,1
15,2
9,6
6,6
5,3
4,8
3,6
4,0
2,7
2,2
1,6
Diagonale [mm]
21,3
21,5
16
11
8,9
8
6
6,6
4,5
3,6
2,7
typische Pixelgröße [µm]
6,7
6,7
6
5,9
5
4
4
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2. Wichtige optische Parameter in der Bildverarbeitung
Blendenzahl und Apertur:
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2. Wichtige optische Parameter in der Bildverarbeitung
Berechnung der Tiefenschärfe:
•
Fernpunkt:
a fern =
a
a +˙ f '
1− u' k
f '²
•
Nahpunkt:
a nah =
a
a +˙ f '
1+u' k
f '²
•
Größe d. Beugungsscheibchens: ς1Min = 1,22 . λ . k
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Tiefenschärfe bei Abbildung mit unterschiedlichen
Brennweiten, Arbeitsabstand a = 250 mm
f = 15 mm, u = 10 µm
a fern – a
a – a nah
f = 30 mm, u = 20 µm
t gesamt
a fern – a
a – a nah
t gesamt
k=2
9,2
8,6
17,8
3,1
3,1
6,2
k=4
19,1
16,6
35,7
6,4
6,1
12,5
k = 16
99,5
55,4
154,9
27,6
22,6
50,2
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7
3. Perspektivarten
Entozentrische und Telezentrische Abbildungen:
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3. Perspektivarten
Entozentrische und telezentrische Abbildungen:
Dr. Peter-Michael Merbach
Die Anpassung des optischen Systems
9
3. Perspektivarten
Entozentrische, telezentrische, hyperzentrische Abbildungen:
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Die Anpassung des optischen Systems
10
3. Perspektivarten
Entozentrische, und hyperzentrische Abbildungen:
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4. Telezentrische Systeme
Telezentrische Objektive:
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4. Telezentrische Systeme
Telezentrische Objektive:
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Die Anpassung des optischen Systems
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4. Telezentrische Systeme
Telezentrische Objektive:
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Die Anpassung des optischen Systems
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4. Telezentrische Systeme
Telezentrische Objektive:
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4. Telezentrische Systeme
Ungünstige Beleuchtung:
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4. Telezentrische Systeme
Günstige Beleuchtung:
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4. Telezentrische Systeme
Messfehler durch ungünstige Beleuchtung:
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