Ein Objektiv sorgt in der industriellen Bildverarbeitung für eine scharfe und korrekte Abbildung des Prüfobjekts. Dabei lassen sich wichtige Parameter wie Schärfe, Kontrast, Lichtstärke und Verzeichnung optimieren.
- C-Mount: Standardanschluss 1"-32 UN, 25,4 mm Durchmesser, Flanschabstand 17,5 mm
- CS-Mount: 1"-32 UN, 25,4 mm Durchmesser, Flanschabstand 12,5 mm (kompatibel mit C-Mount über Adapter)
- F-Mount: Bajonettanschluss mit ca. 44 mm Durchmesser, meist für hochauflösende oder große Sensoren (kann auf C-Mount adaptiert werden)
- S-Mount: M12 × 0,5 mm Gewinde, häufig für Embedded Systeme
Die Wahl des Objektivanschlusses hängt von der Kompatibilität mit dem Kameraanschluss und dem Sensorformat ab. In offenen Systemen werden in der industriellen Bildverarbeitung meist C-Mount-Objektive verwendet, während integrierte Objektivsysteme mit Autofokusmodulen häufig S-Mount-Anschlüsse einsetzen.
Die Blendeneinstellung beeinflusst sowohl die Lichtmenge auf dem Sensor als auch die Schärfentiefe.
Eine kleine Blendenöffnung erhöht die Schärfentiefe, reduziert jedoch die Lichtmenge. Eine große Blendenöffnung lässt mehr Licht auf den Sensor, verringert jedoch die Schärfentiefe deutlich. Für viele Anwendungen ist eine kleinere Blendenöffnung in Kombination mit externer Beleuchtung die beste Wahl.
Verzeichnung bezeichnet die geometrische Verzerrung eines Bildes:
- Kissenverzeichnung (1): Kanten sind nach innen gebogen
- Tonnenverzeichnung (2): Kanten sind nach außen gebogen
Für präzise Messanwendungen sind verzeichnungsarme Objektive erforderlich. In vielen Fällen kann eine Software-Kalibrierung die Verzeichnung korrigieren.
Telezentrische Objektive fokussieren nicht nur im Bildzentrum, sondern auch an den Bildrändern senkrecht auf das Objekt. Sie erzeugen unabhängig vom Objektabstand Bilder mit einem festen Abbildungsmaßstab und werden eingesetzt für:
- Präzise Messanwendungen
- Objekte mit Höhenunterschieden
Entozentrische Objektive hingegen bilden Objektive perspektivisch ab.
Ein Objektiv wird optimal scharfgestellt, indem zunächst die Feinfokussierung im Livebild vorgenommen wird, bis der maximale Übergangskontrast an den Kanten erreicht ist. Anschließend sollte die Blende so angepasst werden, dass die minimale Schärfentiefe erreicht und die richtige Schärfenebene für die jeweilige Applikation bestimmt werden kann.
Nach dem Scharfstellen wird der Fokus mit Feststellschrauben fixiert, um auch bei Vibrationen und Erschütterungen eine stabile Einstellung zu gewährleisten. Für industrielle Systeme stehen zusätzlich motorisierte Fokussiereinheiten zur Verfügung, die eine präzise und reproduzierbare Fokussierung ermöglichen.
Für die Auswahl eines passenden Objektivs sollten folgende Fragen geklärt werden:
- Passt das Gewinde auf die Kamera?
- Ist die Brennweite für Sensor und Bildfeld geeignet?
- Reicht die Auflösung in Bezug auf die Pixelgröße?
- Ist der Bildkreis groß genug für den Sensor?
- Gibt es Verzeichnung oder Randunschärfen?
- Muss das Objektiv besonders robust sein?
- Reicht die Lichtstärke für die Belichtungszeit?
- Wird ein Schutztubus benötigt?
