Der Sensor ist das Herz eines jeden Vision Systems. Für die Auswahl des passenden Objektivs einer Anwendung ist der Sensor damit das erste und wichtigste Kriterium.
Für die optimale Zusammenarbeit von Sensor und Objektiv sind insbesondere zwei Sensoreigenschaften ausschlaggebend. Diese beiden sind für die Objektivauswahl essentiell
- Größe
- Auflösung
Warum ist die passende Sensorgröße wichtig?
| 1. | Der passende Bildkreis Jeder Sensor hat ein bestimmtes Bildformat und einen definierten Bildkreis. Das Objektiv muss damit übereinstimmen, um das volle Potential des Sensors zu nutzen und die maximale Bildqualität zu erreichen. |
| 2. | Komplette Ausleuchtung des Sensors Nur das passende Objektiv in der korrekten Größe garantiert, dass alle einfallenden Lichtstrahlen den Sensor treffen, ihn komplett ausleuchten und damit der maximale Output erreicht werden kann. |
| 3. | Vermeidung von Abschattungen Das optimale Match zwischen Sensor und Objektiv verhindert unerwünschte Vignettierungen, garantiert einen gleichmäßigen Lichteinfall bis zum Rand und sorgt so für eine gleichmäßige Bildqualität über die gesamte Sensorfläche. |
| 4. | Verbesserung des Preis-Leistungsverhältnisses Ein größeres Objektiv bringt keinen Mehrwert. Größere Objektive sind teurer und aus Rentabilitätsgründen nicht notwendig. |
Warum ist die richtige Auflösung wichtig?
Neben der Sensorgröße ist für die Objektivwahl zusätzlich immer die Pixelgröße, also die Auflösung des Sensors, wichtig. Erst mit einer hochauflösenden Optik kann ein hochauflösendes Bild entstehen. Objektive mit geringer Auflösung können kleine Pixel nicht verarbeiten, auf der anderen Seite wäre ein zu hochauflösendes Objektiv für große Pixel Geldverschwendung. Für die bestmögliche Bildqualität und Rentabilität wählen Sie dementsprechend das Objektiv mit der höchsten Auflösung, die ihr Sensor verarbeiten kann.
Wie errechnet sich die optimale Kombination aus Sensor und Objektiv?
Die Schlüsselfaktoren sind:
- Pixelgröße
- Auflösung des Objektivs
Die Pixelgröße ist nicht immer auf den ersten Blick angegeben, muss also entweder beim Hersteller angefragt oder selbst errechnet werden.
Pixelgröße (µm²) = Sensorfläche (mm²) / Auflösung (MP)
Die Auflösung eines Objektivs wird in Linienpaaren pro Millimeter angegeben. Um zu verstehen, welche Objektivauflösung optimal zum Sensor passt, eignen sich spezielle Testcharts wie beispielsweise MTFs zur Kontrastmessung und Übertragungseffizienz des Objektivs. Mit einer einfachen Formel kann bestimmt werden, wie viele Linienpaare /mm für einen bestimmten Sensor benötigt werden:
Objektivauflösung in lp/mm = 500 / Pixelgröße in µm²
Für normale Applikationen addieren Sie 20% zu diesem Wert, für sehr präzise Messungen 40%.
Um die Auswirkungen spezifischer Objektiveigenschaften auf die Bildaufnahme zu verstehen, ist es sehr wichtig die Kombination aus Sensor und Objektiv anhand von Testcharts zu untersuchen.
Die Auswahl des optimalen Objektives
Mit der Betrachtung der Größe und Auflösung des Sensor können Sie das passende Objetiv für Ihr Vision System auswählen. Die Imaging Experten von FRAMOS unterstützen Sie mit detaillierter Beratung und Testcharts nach EMVA1288 und ISOXXX – egal, ob das Objektiv Teil einer neuen, kundenspezifischen Lösung ist oder zu einer bestehenden Lösung hinzugefügt wird.
Für alle weitere Fragen steht Ihnen das FRAMOS Team gerne zur Verfügung.
