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Berechnen des Bildkreisdurchmessers und benötigten Auflösung der Optik in Linienpaaren pro mm (Lp/mm)

Für die Auswahl einer geeigneten Optik ist nicht nur Brennweite, Abbildungsmaßstab und Arbeitsabstand wichtig.

Optik Berechnung Bildkreis und Linienpaare

Auf den Datenblättern der Optik-Hersteller finden sich außerdem noch Angaben zum Bildkreis-Durchmesser, wie z.B. 2/3" als Äqivalent zur Sensorgröße oder z.B. 11mm als echtes Maß. Ist der Bildkreisdurchmesser der verwendeten Optik noch größer, ist dies ideal, da das Auflösungsvermögen der Objektive typischerweise zum Rand hin deutlich abfällt.

Mit zunehmend höheren Kamerasensor-Auflösungen werden die Anforderungen an die Objektive immer höher, da die Pixelgrößen der Sensoren immer kleiner werden. Die Hersteller von industriellen Objektiven teilen marketingtechnisch die Produkte in CCTV-, Megapixel-Objektive, 5-Megapixel-Optiken oder gar 10-Megapixel-Serien ein. Dies soll zum Ausdruck bringen, dass die Optik für Sensoren mit entsprechend kleinen Sensor-Pixeln tauglich ist. Eine Auskunft über die effektive Leistung der Optik in Bildmitte oder Bildrand können jedoch nur Datenblätter (CTF oder MTF-Diagramme) geben. Sie geben die Auflösungsleistung der Optik in Linienpaaren pro Millimeter (Lp/mm) von der Bildmitte zum Bildrand hin an. Objektive im Kleinbildformat mit mehr als 75 Lp/mm und C-Mountobjektive mit mehr als 150 Lp/mm sind technisch nur aufwändig realisierbar und teuer. Für Pixelgrößen von 2,5µm werden bereits Objektive mit theoretisch 200 Lp/mm benötigt!
In der Praxis zeigt sich, dass bei gleicher Auflösung von Optik und Sensor massive Moiree-Effekte auftreten würden, wenn kein optischer Lowpass-Filter auf dem Sensor montiert ist. Dieser ist bei Industriekameras nie vorhanden. Zur Vermeidung dieser Bildartefakte reicht es, wenn 2/3 der Nyquist-Frequenz durch die Optik erreicht wird. Für Einchip-Farbkameras kann das benötigte Auflösungsvermögen der Optik nochmals halbiert werden.

Berechnungen des Bildkreisdurchmessers und Lp/mm basierend auf Sensorabmessungen in Millimetern

Hinweis: Zur einfachen Berechnung bitte einen Wert in der Dropdownbox selektieren! Eingabe eigener Werte durch Auswahl von "User def.." in DropDown-Liste!


Sensorgröße in Pixeln X-Richtung:
Sensorgröße X-Richtung in mm:
Sensorgröße Y-Richtung in mm:


Berechnete Pixelgröße in µm:
Berechnete Sensor-Höhe in Pixeln:
Benötigter Bildkreisdurchmesser der Optik:
Linienpaare Sensor (X / Y):
Linienpaare pro Millimeter CCD:
Benötigte Lp/mm Optik für Mono CCD:
Benötigte Lp/mm Optik für Color CCD:


Berechnung des Bildkreisdurchmessers und Lp/mm basierend auf Pixelgröße und Pixelanzahl

Hinweis: Zur einfachen Berechnung bitte einen Wert in der Dropdownbox selektieren! Eingabe eigener Werte durch Auswahl von "User def.." in DropDown-Liste!



Sensorgröße in Pixeln X-Richtung:
Sensorgröße in Pixeln Y-Richtung:
Pixelgröße in µm:


Berechnete Sensor-Länge:
Berechnete Sensor-Höhe:
Benötigter Bildkreisdurchmesser der Optik:
Linienpaare Sensor (X / Y):
Linienpaare pro Millimeter CCD:
Benötigte Lp/mm Optik für Mono CCD:
Benötigte Lp/mm Optik für Color CCD:


Weitere Details zu optischen Grundlagen finden Sie im Kapitel Bildkreisdurchmesser und unter Grenzauflösung und MTF.

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