Telezentrische Objektive bieten viele Vorteile gegenüber konventionellen Objektiven, insbesondere für industrielle Prüfungen. Trotzdem besteht generell eine gewisse Unsicherheit, was telezentrische Objektive sind und wofür sie verwendet werden.
Dieser Blogartikel soll jegliche Unklarheiten zu dem Thema beseitigen und die Bedeutung von telezentrischen Objektiven darlegen.
Was sind telezentrische Objektive?
Telezentrische Objektive bieten die gleiche Vergrößerung unabhängig von Abstand oder Position des Objekts im Sehfeld. Der Eindruck räumlicher Tiefe im Bild erscheint flach, sodass Objekte in zwei unterschiedlich großen Arbeitsabständen dieselbe wahrgenommene Größe beibehalten.
Konventionelle Objektive hingegen haben ein durch den Bildwinkel begrenztes Sichtfeld, in dem Objekte mit verschiedenen Entfernungen unterschiedlich vergrößert werden. Konventionelle Objektive können entozentrisch sein, wobei entferntere Objekte eine geringere Vergrößerung aufweisen, oder perizentrisch, wobei entferntere Objekte eine höhere Vergrößerung aufweisen.
Die meisten konventionellen Objektive sind entozentrisch. Mit entozentrischen Objektiven erscheinen nahe Objekte größer als entfernter liegende Objekte. Die Welt um uns herum sehen wir ebenfalls in einem durch den Blickwinkel definierten Sichtfeld, wodurch die Tiefe wahrgenommen werden kann.
Telezentrische und konventionelle Objektive im Vergleich
Wodurch unterscheiden sich die Bilder, wenn sie mit einem telezentrischen Objektiv oder mit einem konventionellen Objektiv aufgenommen wurden?
Hier ist ein Beispiel, um den Unterschied zu illustrieren. Im ersten Fall wird das Bild einer Eisenbahnschiene durch ein konventionelles Objektiv aufgenommen. Es ist allgemein bekannt, dass der Schienenabstand über die gesamte Länge gleich bleibt, aber in der Abbildung scheint der Abstand zwischen den Schienen, je näher sie dem Fluchtpunkt kommen, immer kleiner zu werden.
Bei der Betrachtung der gleichen Abbildung durch ein telezentrisches Objektiv ist der Schienenabstand immer gleich, unabhängig davon, ob sie näher am Objektiv oder weiter entfernt liegen. Da telezentrische Objektive die Vergrößerungsabweichungen reduzieren oder eliminieren, zeigt das Bild die genaue Größe des Schienenabstands.
Wenn jetzt eine sehr kleine, aber sehr wichtige Komponente mit dem Mikroskop vermessen werden soll, wird deutlich, warum ein telezentrisches Objektiv für genaue Messungen so wichtig ist.
Eisenbahnschiene durch ein konventionelles Objektiv betrachtet
Eisenbahnschienen mit gleich großen Zwischenabständen durch ein telezentrisches Objektiv betrachtet
Wofür werden telezentrische Objektive eingesetzt?
Bei der alltäglichen Fotografie eignet sich ein konventionelles Objektiv für die Aufnahme hochwertiger Bilder.
Aber die Mikroskopie ist eine ganz andere Geschichte. In vielen Anwendungen, wie in der Luft- und Raumfahrt und der Automobilindustrie, müssen Prüfer präzise Messungen anhand von Mikroskopbildern durchführen. Mikroskope mit konventionellem Objektiv können dabei nicht die erforderliche Genauigkeit bieten.
Beim Versuch, ein großes dreidimensionales Objekt mit einem konventionellen Objektiv zu vermessen, sind die Messergebnisse von der Ober- und Unterseite des Objekts möglicherweise unterschiedlich. Dieser Perspektivfehler (oder Parallaxenfehler) kann genaue wiederholbare Messungen erschweren. Nicht nur die wahrgenommene Größe von Objekten kann sich ändern, Objekte, die näher am Objektiv sind, können auch die Sicht auf andere Objekte blockieren.
Telezentrische Objektive können jedoch eine hohe Genauigkeit und Wiederholbarkeit gewährleisten. Zudem eliminieren telezentrische Objektive Parallaxenfehler und weisen auch eine größere Schärfentiefe und eine geringere Verzerrung auf als konventionelle Objektive. Aufgrund dieser Vorteile werden telezentrische Objektive in äußerst zuverlässige Geräte, wie das digitale DSX1000 Mikroskop, integriert.
Ein Mikroskop mit einem telezentrischen optischen System kann den Prüfprozess optimieren, da keine zusätzlichen Kameras oder Geräte benötigt werden, um die unterschiedlichen Vergrößerungen zu korrigieren.
Vorteile telezentrischer Objektive
Allein die Tatsache, dass Hersteller stets eine höhere Geschwindigkeit und Skalierbarkeit als die Konkurrenz anstreben, zeigt, dass effiziente und genaue Prüfprozesse immer wichtiger werden. Mit Verbesserungen, wie einem telezentrischen Objektiv kann in kürzerer Zeit mehr erreicht werden, was Unternehmen wichtige Wettbewerbsvorteile verschafft.
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