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    Optik

    Fehlerfreie Abbildung des Sichtbereichs

Blende des Objektivs

Die Blende der Optik korrespondiert mit der Öffnung der Linse, durch die Licht auf den Sensor fallen kann. Sie ist damit direkt verantwortlich für die Bildhelligkeit. Die Größe der Blendenöffnung wird durch eine kreisförmige Anordnung mehrerer überlappender Lamellen erreicht, die in der Funktion der Pupille des menschlichen Auges entsprechen. Dies geschieht durch eine radiale Bescheidung des optischen Strahlengangs vom Rand des Objektivs her.

 

Eine Veränderung der Blende hat Einfluss auf die

Eine höhere Blendenzahl hat eine längere Belichtungszeit zur Folge, erzeugt jedoch mehr Schärfentiefe im Bild, eine weit geöffnete Blende sorgt für kurze Sensor-Belichtungszeiten, aber auch für eine geringe Schärfentiefe.

Abbnahme der Beleuchtungsintensitäten mit der Blendenzahl

 

Die internationale Blendenskala ist so angeordnet, dass jede Stufe eine Halbierung oder Verdoppelung der der Belichtungszeit bedeutet.

Blendenzahl und Öffnung einer Optik

 

Die Blendenlamellen reduzieren den Öffnungsdurchmesser der Optik um den Faktor 1,4 (Quadratwurzel aus 2), was einer Halbierung der der Öffnungsfläche entspricht.

1,4 * 1,4 =2
2 * 1,4 =2,8 2,8 * 1,4 =4 etc.

Daraus ergibt sich die Internationale Blendenstufenreihe:
f/1--f/1,4--f/2--f/2,8--f/4--f/5.6--f/8--f/1--f/16-f/22...

Der absolute Durchmesser der Blende hängt von der Brennweite der Optik ab. Eine um 12,5 mm geöffnete Blende bei einer Optik mit 50mm Brennweite hat den gleichen Effekt wie eine 25mm geöffnete Blende bei einer Optik mit 100mm Brennweite. Teilt man den Durchmesser der Blende durch die Brennweite, so erhält man in beiden Fällen unseres Beispiels unabhängig von der Brennweite den Wert 1/4.

Die Angabe der Blende wird daher gerne als Bruchzahl der Brennweite und nicht als absoluter Wert in Millimetern angegeben, diese werden als Blenden-Werte (f-numbers, f-stops) bezeichnet. 1/4 wird auch bei den Objektivangaben als f/4, F4 oder 1:4 geschrieben.

 

Effektive Blendenzahl

Die auf dem Objektiv angegebenen Zahlwerte der Blendenzahl k sind normalerweise für eine Abbildung aus dem Unendlichen gerechnet worden. Es zeigt sich jedoch bei Abbildungen aus kurzer Distanz, die bei BV-Applikationen eher üblich sind, dass das Bild dunkler erscheint. Besonders bei Makroaufnahmen wird der Effekt sehr deutlich.

keffektiv=k* (1 +  β)

Der Abbildungsmaßstab β errechnet sich aus

β=  Bild / Gegenstand

Bei einer Abbildung von 144mm ("Postkartengröße" als Objektfeld) auf einem 1/3" Kamerachip  mit 4,8 mm ergibt sich ein  β= 1/30, fällt also wenig als Faktor in der obigen Formel ins Gewicht. Bei sehr kleinen Objektfeldern bei verhältnismäßig großen Sensoren kann die effektive Blendenzahl sich stärker verändern. Das Bild erscheint deutlich dunkler.

 

Tipp:
Einen Online-Assistenten zur Berechnung der effektiven Blendenzahl finden Sie im Sie im Bereich "Service" dieser Homepage.

 

Wichtig für die Bildverarbeitung

Durch das Abschneiden der Randstrahlen (künstliche Vignettierung der Optik) werden beim Abblenden bestimmte Abbildungsfehler, wie chromatischer Längsfehler, sphärische Aberration, Koma und Astigmatismus verringert. Auf diese Weise verbessert sich die Qualität der optischen Abbildung, da Fokusdifferenzen und andere unscharfe Abbildungsformen vermieden werden.

Einsatz der Objektivblende zur Fehlerkorrektur der Optik

Optimale Abbildungsergebnisse werden bei entozentrischen Objektiven meist mit einer Blende 5,6 bis 8 erzeugt. Ein weiteres Abblenden der Optik verstärkt zunehmend den Effekt der Licht-Beugung am mechanischen Spalt der Blende, der dann wiederum zu Schärfenverlusten im Bild führen kann.

 

 

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