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Size matters

Kleine 12MP-Objektive für Kameras mit 2,1μm Pixel Pitch

Die Kombination von hoher Auflösung und kleiner Bauform macht die Objektive der Fujinon HF-12M-Serie derzeit einzigartig auf dem Markt. In engen Industrieanlagen mit begrenztem Platz bieten die Objektive dank der kleinen Bauform entscheidende Vorteile, ohne Kompromisse in der Bildqualität eingehen zu müssen. Manchmal kommt es halt doch auch auf die Größe an.

Mit einem Au?endurchmesser von 33mm bietet die HF-12M-Serie die derzeit kleinsten 12MP-Objektive auf dem Markt. (Bild: Fujifilm Europe GmbH)

Mit einem Außendurchmesser von 33mm bietet die HF-12M-Serie die derzeit kleinsten 12MP-Objektive auf dem Markt. (Bild: Fujifilm Europe GmbH)

Wer ein passendes Objektiv für seine Anwendung in der industriellen Bildverarbeitung sucht, denkt vielleicht nicht als erstes an die Größe des Objektivs als ausschlaggebendes Argument für oder gegen ein bestimmtes Modell. Merkmale wie Auflösungsvermögen, Brennweite, Bildkreis, Blendenöffnung etc. kommen einem als Auswahlkriterien vermutlich eher in den Sinn und sind mit Sicherheit an vorderer Stelle bei der Wahl eines Objektivs zu sehen. Wenn man sich aber beispielsweise eine Produktionslinie in einer Industrieanlage vorstellt, in der es nur begrenzten Platz zur Installation gibt und in die ein Bildverarbeitungssystem mit Kamera, Objektiv und Beleuchtung eingebaut werden soll, wird auf einmal jeder Zentimeter der einzelnen Komponenten wichtig und kann entscheidend sein. Viele Bildverarbeitungskameras haben Größen zwischen 3 und 4cm und sind dank dieser kleinen Bauform auch in Anwendungen, die wenig Platz bieten, gut einsetzbar. Selbst bei geringer Größe liefern sie immer höhere Auflösungen und immer kleinere Pixelgrößen. Um die steigenden Auflösungen der Kameras nutzen zu können, müssen allerdings auch die eingesetzten Objektive das entsprechende Auflösungsvermögen unterstützen und eine immer bessere Abbildung auf den Kamerasensor liefern. Hochauflösende Objektive, die auch kleine Pixelgrößen auflösen können, sind jedoch oftmals sehr groß. Denn je größer die Anforderungen nach guter Bildqualität an ein Objektiv sind, desto komplexer ist das Objektivdesign und desto größer ist meistens auch die Baugröße. Wenn ein Objektiv dann deutlich größer als die Kamera ist, wird der Vorteil der kleinen Kameragröße hinfällig. Im schlimmsten Fall kann ein Objektiv mit einem großen Durchmesser nicht in einer bestimmten Anwendung eingesetzt werden, da es schlicht zu groß ist.

Hohes Auflösungsvermögen

Die Zielsetzung war es also, Objektive zu entwickeln, die die Anforderungen nach hohem Auflösungsvermögen bzw. hoher Bildqualität einerseits, sowie nach geringer Baugröße andererseits erfüllen können. Das Ergebnis ist die HF-12M-Objektivserie. Diese besteht derzeit aus fünf Modellen mit festen Brennweiten von 8 bis 35mm. Weitere Brennweiten sind in Planung. Während die kurzen Brennweiten (8 und 12mm) auf Sensorgrößen bis 2/3″ einsetzbar sind, können die langen Brennweiten (25 und 35mm) auch auf größeren Sensoren bis zu 1″ verwendet werden. Alle Brennweiten der Serie liefern Auflösungen bis zu 12MP mit einem Pixel Pitch von 2.1μm über das gesamte Bild. Dabei halten die Objektive die Schärfe gleichmäßig von der Bildmitte bis in die Ecken und gleichen die physikalisch bedingten Schwankungen im Auflösungsvermögen aus, wenn Blende oder Arbeitsabstand geändert werden. Dadurch wird eine konstant hohe Abbildungsqualität auch in unterschiedlichen Anwendungsfällen und Bildaufnahmesituationen garantiert.

Kleine Bauform

Trotz des hohen Auflösungsvermögens überraschen die Objektive mit ihrer kleinen Bauform. Mit einem Außendurchmesser von 33mm bietet die Serie die derzeit kleinsten Objektive auf dem Markt, im Vergleich zu anderen Objektiven mit vergleichbarem Auflösungsvermögen. Dabei verfügen alle Objektive der Serie über einen einheitlichen Durchmesser. Innerhalb von Objektivserien haben oftmals die kürzeren Brennweiten konstruktionsbedingt einen größeren Durchmesser als die längeren Brennweiten. In den kurzen Brennweiten der Serie (8 und 12mm) werden deshalb asphärische Linsenelemente verwendet, die eine Reduktion des Durchmessers der Frontlinse ermöglichen und so die Baugröße bei allen Brennweiten konstant klein halten. Die Herstellung asphärischer Linsen erfordert allerdings einen hohen Grad an Präzision in der Fertigung und ist deutlich aufwendiger als die Herstellung sphärischer Linsen. Fujifilm stellt diese Linsen in eigener Produktion her. Dabei wird die zur Herstellung von High-End-Fernseh- und Kino-Objektiven bewährte Präzisionstechnologie auf die Herstellung hochwertiger Machine-Vision Objektive übertragen. Durch den Einsatz der asphärischer Linsen wird außerdem die Anzahl der eingesetzten Glaselemente verringert, was die Reduktion der Objektivlänge ermöglicht. Gleichzeitig sorgen die asphärischen Linsen für geringe Verzeichnungswerte – auch bei kurzer Brennweite – und tragen so zur guten Abbildungsqualität der Objektive bei.

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