Anzeige
Anzeige

Schärfentiefe und Abbildungstiefe

Schärfentiefe (Tiefenschärfe) und Abbildungstiefe sind zusammengehörende Größen der optischen Abbildung: Die Schärfentiefe entsteht auf der Gegenstandsseite, die Abbildungstiefe auf der Bildseite.

Bei der Fotografie wird als Schärfentiefe die Erscheinung bezeichnet, dass sich die schärfe 'nicht merklich ändert'. (Bild: robdomel / Fotolia.com)

Bei der Fotografie wird als Schärfentiefe die Erscheinung bezeichnet, dass sich die schärfe ’nicht merklich ändert‘. (Bild: robdomel / Fotolia.com)

Wird ein Gegenstand vor einem Objektiv entlang der optischen Achse verschoben, ändert sich die Schärfe des entstehenden Bildes. Bei der Fotografie wird als Schärfentiefe dabei die Erscheinung bezeichnet, dass sich die Bildschärfe´nicht merklich ändert. In der Bildverarbeitung wird damit beschrieben, dass die Lage des Hell-Dunkel-Übergangs einer Objektkante auch bei Änderungen der Bildschärfe konstant und zuverlässig erkannt wird. Der Entfernungsbereich vor dem Objektiv, in dem sich der Gegenstand für die ´nicht merklich unscharfe Abbildung/das Bild mit erkannter Objektkante befinden darf, ist der Schärfentiefebereich. Er wird durch die vordere und hintere Schärfentiefengrenze begrenzt. Werden diese Grenzen überschritten, so wird das Bild für die Erkennung zu unscharf. Praktisch bedeutsam ist die Schärfentiefe für die zuverlässige Erkennung von Bildinhalten, auch wenn sich die Gegenstände in unterschiedlicher Entfernung zum Objektiv befinden bzw. unterschiedlich scharf abgebildet werden. Ursache für das Auftreten der Schärfentiefe ist die begrenzte örtliche Auflösung des Bildsensors (Pixelgröße). Wären Pixel unendlich klein, könnte es keine Schärfentiefe geben. Drei Einflussfaktoren beeinflussen die Größe des Schärfentiefebereiches: (a) Die zulässige Unschärfe im Bild, (b) die Größe der Öffnungsblende und (c) der Abbildungsmaßstab. Er vergrößert sich bei größeren Pixeln (verringert geometrische Auflösung), geschlossener Blende (Grenzen der förderlichen Blende beachten) und kleinerem Abbildungsmaßstab. Berechnet wird der Schärfentiefebereich S wie folgt:

  • • Bei entozentrischen Objektiven:

S=u’*2k*(ß’eff.-1)/ß’eff.2 mit ß’eff.=k*(1-ß‘)

  • • Bei telezentrischen Objektiven:

S=u’*(ß‘-1)/(A’*ß’2)

u‘ zulässige Unschärfe im Bild

k Blendenzahl

ß‘ rechnerischer Abbildungsmaßstab (<0)

ß‘ eff. effektiver Abbildungsmaßstab (<0)

A‘ bildseitige numerische Apertur

Die Größenbereiche der Schärfentiefe sind sehr verschieden: Mikroskopische Aufnahmen haben bei großem Abbildungsmaßstab nur wenige µm Schärfentiefebereich. Aufnahmen großer Objekte (kleiner Abbildungsmaßstab) können Schärfentiefebereiche von vielen Metern bis km beinhalten. Bildseitige Begleiterscheinung der Schärfentiefe ist die Abbildungstiefe. Sie kennzeichnet den Bereich, in dem sich der Bildsensor entlang der optischen Achse um die ideal scharfe Abbildungsebene befinden darf, und dennoch ein hinreichend scharfes Bild entsteht. Abbildungstiefe und Schärfentiefe sind über den Abbildungsmaßstab miteinander verknüpft.

Anzeige
Schärfentiefe und Abbildungstiefe
Bild: robdomel / Fotolia.com


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