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OBJEKTIVE PROFESSIONELL ANGEWANDT (Fortsetzung)

3. Verzeichnung
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Schon in Abschn. 1.2 haben wir festgestellt, dass der Abbildungsmassstab abhaengt von Gegenstandsweite und Bildweite.
Massstab (auch "Vergroesserung" genannt) bezieht sich also auf die Groesse des ganzen Bildes.

Wenn man aber in die Einzelheiten der Bildstruktur geht, bemerkt man leicht unterschiedliche "Mikro-Massstaebe".

Zum Beispiel koennten Details am Bildrand groesser wiedergegeben werden und Details nahe dem Bildzentum kleiner. Dies waere eine Verzeichnung ersten Grades; sie bewirkt, dass ein Schachbrett als Kissen abgebildet wird.

Der umgekehrte Typ von Verzeichnung ersten Grades verformt das Schachbrett zu einer Tonne.


Bild 3a: Gegenstand (2kByte)   Bild 3b: Kissen (2kByte)   Bild 3c: Tonne (2kByte)

Wenn man vom Bildrand zum Bildzentrum geht, kann man natuerlich auch mehr als einer Folge "Maximum - Null - Minimum" des Massstabsfehlers begegnen. Dann ist das eine Verzeichnung zweiter oder hoeherer Ordnung.

Schoen ... aber von welchen Parametern haengt die Groesse der Verzeichnung ab?

Einfach gesagt, vom Preis des Objektivs.

Im Ernst: Die Verzeichnungen zu minimieren, ist eine trickreiche Aufgabe fuer den Objektiv-Entwickler.
Fast jedes Element, das er benutzt, fuehrt irgendeine Verzeichnung ein, die mit Hilfe anderer Elemente wieder kompensiert werden muss. Was dann den endgueltigen Entwurf schwer und teuer macht.

Aber es gibt einen Rest Hoffnung fuer uns, die Objektiv-Anwender: Die Verzeichnungsprobleme nehmen umso mehr zu, je breiter der Feldwinkel (Abschn. 2.2) wird.

Also, Leute, es gibt ein einfaches, billiges Rezept gegen Verzeichnungen aller Art: Man benutze lange, lange Brennweiten!

Wie immer im Leben des Ingenieurs, ist es tatsaechlich nicht ganz so einfach. Lange Brennweiten verursachen die Nachteile, die ich schon am Ende von Abschn. 2.2 aufgefuehrt habe. Man muss die Verzeichnung (oder den Preis ihrer Korrektion) abwaegen gegen die schiere Groesse des optomechanischen Aufbaus.

Mit was fuer Parametern kann man "Verzeichnung" ueberhaupt spezifizieren? Diese sichtbare (oder zumindest messbare) Eigenschaft eines Bildes sollte man doch in einfache Spezifikationszahlen verwandeln koennen.

Zum Beispiel kann man schreiben: "zulaessig sind bis zu xyz Prozent Fehllage eines jeden Bildpunktes im ganzen Feld."

Wie man diese Verzeichnung messen kann, zeigt das folgende Bild von Sischka. Es nimmt als Beispiel Tonnenverzeichnung:
fig.3d: measuring distortion (42kByte)
Mit freundlicher Erlaubnis des Autors habe ich dies Bild uebernommen aus:
"Fundamentals of machine vision lenses" von Nicholas Sischka et al. in "Vision Systems Design", Dec.2014, pp.24 ff.


Mit den Definitionen aus Bild 3d kann man einfach rechnen:

(Verzeichnung in Prozent) = 100 * (AD - PD) / PD


Das Bild, das ein normales Objektiv entwirft, wirkt fuer ein "unbewaffnetes" Auge einfach schoen und zeigt kaum irgendeine Verzeichnung.   Mit wieviel Verzeichnung muss man denn ueberhaupt rechnen?
Ein paar Beispiele:

Hersteller
Bezeichnung
Verzeichnung
(Prozent)

LINOS
1/3"-CCD-Lens-3,8 (f=3,8mm)
8
LINOS
1/3"-CCD-Lens-30  (f=30mm)
< 0,1
sill OPTICS
S5LPJ1012 (f=10mm; for 1/3")
0,4
Fujinon
TF2,8DA-8 (f=2,8mm;  for 1/3")
6,9
Fujinon
TF15DA-8  (f=15mm;  for 1/3")
0,4

(Diese Tabelle soll Sie nicht zu einem bestimmten Hersteller leiten; ich empfehle,   Preise / Technische Daten / Verfuegbarkeiten   ueber den ganzen Markt hinweg zu vergleichen.)



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Letzte Aenderung 27.2.2015