Anzeige
Anzeige

Grundbegriffe der Aberrationstheorie

Auswirkungen von Aberrationen auf IBV-Objektive

Auch wenn die Aberrationstheorie ein weites Feld ist, kann das Wissen um einige grundlegende Begriffe zu einem besseren Verständnis beitragen. Im Folgenden werden diese Begriffe erläutert: sphärische Aberration, Astigmatismus, Bildfeldkrümmung und chromatische Aberration.

Sphärische Aberration

Die sphärische Aberration bezieht sich auf Strahlen, die bei unterschiedlichen Abständen fokussiert werden, je nachdem an welcher Stelle der Apertur sie auf die Linse treffen. Die sphärische Aberration ist damit von der Aperturgröße abhängig. Je steiler der Einfallswinkel ist, mit dem das Licht auf die Oberfläche der sphärischen Linse auftrifft, desto fehlerhafter wird das Licht von der Linse gebrochen. Bei Objektiven mit großen Aperturen (kleinen Blendenzahlen) ist die Wahrscheinlichkeit größer, dass sich sphärische Aberrationen negativ auf die Bildqualität auswirkt. Weist ein Objektiv besonders viel sphärische Aberration auf, kann die Bildqualität verbessert werden, indem die Blendenzahl erhöht, bzw. die Objektivblende geschlossen wird. Allerdings kann dadurch die Bildqualität nur bis zu einem gewissen Grad erhöht werden. Wird die Objektivblende zu stark geschlossen, wird die Objektivleistung durch Lichtbeugung eingeschränkt. Bei Objektivdesigns können optisches Glas mit einem hohen Brechungsindex oder zusätzliche Linsenelemente dazu verwendet werden, die sphärische Aberration auch bei Objektiven mit kleiner Blendenzahl zu korrigieren. Diese optischen Designs verringern die Lichtbrechung an allen Oberflächen und damit die Menge der sphärischen Aberrationen. Dies kann jedoch dazu führen, dass das Objektiv größer, schwerer und teurer wird.

Astigmatismus

Astigmatismus hängt von den Feldwinkeln ab. Muss ein Objektiv über ein großes Bildfeld eine gute Leistung erbringen aber die Objektivleistung in der einen Feldrichtung ist im Vergleich zur Leistung orthogonal dazu vermindert, spricht man von Astigmatismus. Betrachtet man eine Reihe teilweise horizontaler, teilweise vertikaler Linien, sind die Linien, die in eine Richtung verlaufen fokussiert, während die Linien, die in die entgegengesetzte Richtung verlaufen, defokussiert sind (Bild 1). Dies wird dadurch bedingt, dass Strahlen außerhalb der Objektmitte, anders als Strahlen, die sich auf der optischen Achse befinden, keine rotationssymmetrischen Oberflächen durchlaufen. Um dem entgegenzuwirken, sind zwei Maßnahmen notwendig. Erstens müssen die Objektivdesigns symmetrisch zur Blende sein und zweitens geringe Einfallswinkel für die Feldstrahlen haben. Sind die Designs symmetrisch, entstehen Objektive, die den Doppelgaußobjektiven ähneln. Für symmetrische Designs können allerdings keine Teleobjektivdesigns oder umgekehrte Teleobjektivdesigns verwendet werden. Dies kann bei langen Brennweiten zu einer großen Baulänge und bei kurzen Brennweiten zu einer kurzen hinteren Brennweite führen. Die Verkleinerung der Einfallswinkel erfordert, ähnlich wie bei der sphärischen Aberration, optische Gläser mit einem höheren Brechungsindex sowie zusätzliche Komponenten, was dazu führt, dass das Objektiv größer, schwerer und teurer wird. Die hier verwendete, vereinfachte Definition vereint, zu einem besseren Verständnis, bewusst die Effekte von Astigmatismus und Koma.

Anzeige

Empfehlungen der Redaktion

Das könnte Sie auch interessieren

Das Sensorunternehmen plant eine neue Firmenzentrale, die auf zwei Etagen eine Nutzfläche von rund 6.000m² bieten soll. Alle Mitarbeiter der lokalen Niederlassungen sollen so zukünftig in der Zentrale mit Sitz im Märkischen Gewerbepark Rosmart Platz finden.

www.technikredaktion.de

Anzeige

Hexagon hat den Softwareanbieter Spring Technologies übernommen. Das französische Unternehmen entwickelt seit 30 Jahren CNC-Lösungen für Werkzeugmaschinen rund um das Kernportfolio NCSIMUL, das weltweit bei OEMs und Zulieferern verwendet wird, um den Produktionsprozess zu beschleunigen. Zukünftig wird Spring der Hexagon Manufacturing Intelligence Division im Bereich der CAD/CADM- und Produktionssoftware angehören, die derzeit von der Marke Vero Software geführt wird.

hexagon.com

Anzeige

Im ersten Quartal 2018 ist der Umsatz mit Komponenten und Systemen für die industrielle Bildverarbeitung in Nordamerika gegenüber dem Vorjahr um 19% auf 709Mio.US$ gestiegen – ein neuer Rekordwert beim Quartalsumsatz.

www.visiononline.org

Anzeige

Die OPC-UA-Arbeitsgruppen Bildverarbeitung und Robotik im VDMA haben auf der Automatica OPC UA Companion Specifications für Robotik und Industrielle Bildverarbeitung veröffentlicht. Die Spezifikation OPC UA Vision bietet ein generisches Modell für alle Bildverarbeitungssysteme – von einfachen Vision-Sensoren bis zu komplexen Systemen.

www.vdma.org

Anzeige

Die beiden österreichischen Forschungsunternehmen Austrian institute of Technology und Profactor haben bekannt gegeben, zukünftig in Hinblick auf die Trendthemen Digitalisierung und Industrie 4.0 ihre Kräfte zu bündeln. Bestehen in Hinblick auf das Lösungsspektrum und die Kundenstruktur bereits Synergien, soll eine langfristige Zusammenarbeit erlauben, dieses Potenzial noch zu erhöhen. Dadurch soll das Forschungsportfolio noch intensiver an den Bedürfnissen der Industrie ausgerichtet werden.

www.ait.ac.at

Anwender können die berührungslose Wärmebildgebungsfunktion des Industrie-Wärmebild-Multimeter DM285 nutzen, um überhitzte Systemkomponenten schnell ausfindig zu machen und anschließend mithilfe seiner DMM-Testfunktionen die Fehlerursache zu erkennen und zu beheben. Mit seinen 18 Funktionen und seiner Wärmebildauflösung von 160×120 Pixeln misst es Temperaturen von bis zu 400°C, speichert die Daten für zehn Sätze von 40.000 Skalarmessungen und 100 Bilder und bietet eine Abruffunktion, die eine Datensichtung am Einsatzort ermöglicht. Es verfügt über eine integrierte Arbeitsleuchte und bietet flexible Akku-/Batterieoptionen.

www.flir.com

Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige