Das Zünglein an der Waage


Siemensstern und Ronchi-Targets

Ein weiteres nützliches Target ist der sogenannte Siemensstern, ein Kreis mit abwechselnd schwarzen und weißen Segmenten, die sich zum Kreismittelpunkt verjüngen. Anders als im Vergleich zum USAF Target, ist man durch den kontinuierlichen Verlauf des Musters nicht auf diskrete Auflösungswerte festgelegt. Die quantitative Auswertung zur Ermittlung der tangentialen und sagittalen Abbildungsleistung gestaltet sich jedoch aufwendiger. Auch für Siemenssterne empfiehlt sich die Verwendung von Matrixtargets, um das gesamte Bildfeld mit einer einzigen Messung vollständig zu charakterisieren. Bild 1 zeigt wie ein Siemensstern-Matrixtarget beim qualitativen Vergleich zweier Objektive eingesetzt werden kann. Bei Ronchi-Targets ist über der gesamten Apertur ein Strichgitter mit fester Frequenz aufgebracht (Bild 3). Hiermit kann beispielsweise überprüft werden, ob ein bereits fertig justiertes Bildverarbeitungssystem diese spezifische Frequenz über dem gesamten Bildfeld auflösen kann – allerdings nur in einer Ebene. Zur vollständigen Überprüfung der Bildqualität muss eine zweite Messung mit dem um 90° gedrehten Target vorgenommen werden. Ronchi-Gitter sind in verschiedenen Größen und Frequenzen verfügbar.

Verzeichnung

Insbesondere bei Objektiven mit kurzer Brennweite ist die Verzeichnung ein kritischer Parameter, der hinsichtlich der Eignung eines Objektivs für eine spezifische Anwendung entscheidend ist. Man versteht hierunter den Effekt, dass die Vergrößerung nicht über dem gesamten Bildbereich konstant ist, sondern zwischen Bildmitte und Bildrand variiert. Sofern diese Variation zum Bildrand monoton verläuft, unterscheidet man zwischen kissen- oder tonnenförmiger Verzeichnung. Zu beachten ist hierbei, dass die Verzeichnung von der verwendeten Wellenlänge abhängt und keineswegs monoton verlaufen muss. Insbesondere bei telezentrischen Objektiven kann die Verzeichnung einen komplexeren Verlauf annehmen. Für Anwendungen mit hohem Anspruch an Präzision, sei es die Vermessung von Bauteilen oder die Kalibration eines Stereokamerasystems, empfiehlt es sich daher bei der Auswahl des Objektivs die Verzeichnungskurve zu berücksichtigen und nicht nur den üblicherweise angegebenen prozentualen Abbildungsfehler am Rand des Bildfelds als Entscheidungskriterium heranzuziehen. Dieser wird wie in Bild 4 gezeigt ermittelt. Mit Hilfe eines Verzeichnungstargets, bestehend aus einer regelmäßigen Anordnung von Linien oder Punkten, wird die tatsächliche Position eines Punkts am Bildrand (AD) mit der theoretisch zu erwartenden Position (PD) in Relation gebracht. Die prozentuale Abweichung ergibt sich zu (AD-PD)/PD. Die häufiger auftretende tonnenförmige Verzeichnung wird per Konvention mit einem negativen Vorzeichen charakterisiert.

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inVISION 2 2016
Edmund Optics GmbH

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Bild: TeDo Verlag GmbH
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