Wie wähle ich das richtige telezentrische Objektiv für meine Machine Vision Anwendung?

Wie wähle ich das richtige telezentrische Objektiv für meine Machine Vision Anwendung?

Beim Entwurf eines Bildverarbeitungssystems für präzise Messungen oder verzerrungsfreie Abbildungen ist die Wahl des richtigen telezentrischen Objektivs entscheidend. In diesem Blog erklären wir, was ein telezentrisches Objektiv ist und wie man Schritt für Schritt das passende Objektiv für die eigene Anwendung auswählt.

Was ist ein telezentrisches Objektiv und warum wird es verwendet?

Ein telezentrisches Objektiv ist speziell dafür ausgelegt, perspektivische Verzerrungen zu vermeiden. Im Gegensatz zu Standardobjektiven bleibt der Abbildungsmaßstab unabhängig von der Objektentfernung innerhalb eines bestimmten Arbeitsbereichs konstant. Dadurch sind sie ideal für Anwendungen in der Messtechnik, Qualitätssicherung und Präzisionsinspektion.

Vorteile eines telezentrischen Objektivs

• Verzerrungsfreie Abbildung – essenziell für zuverlässige Messungen

• Konstante Vergrößerung über die Tiefe – unabhängig von der Objektposition

• Scharfe Silhouetten bei Gegenlicht – für präzise Kanteninspektionen

• Weniger anfällig für Höhenunterschiede – bessere Reproduzierbarkeit

• Ideal für hochpräzise Anwendungen – z. B. in der Medizin- und Halbleitertechnik

Schritt-für-Schritt-Anleitung: Das richtige telezentrische Objektiv wählen

Schritt 1: Sensorgröße berechnen 

Formeln:

• Sensorbreite = Anzahl horizontaler Pixel × Pixelgröße

• Sensorhöhe = Anzahl vertikaler Pixel × Pixelgröße

Beispiel bei 4096 × 3000 Pixeln mit 3,45 µm Pixelgröße:

• Sensorbreite = 4096 × 3,45 µm = 14,14 mm

• Sensorhöhe = 3000 × 3,45 µm = 10,35 mm

• Sensordiagonale = √(14,14² + 10,35²) ≈ 17,5 mm

Schritt 2: Erforderliche Vergrößerung bestimmen

Vergrößerung (M) = Sensorbreite / gewünschtes Sichtfeld (F.O.V.)
Beispiel: 14,14 mm / 130 mm ≈ 0,109×

Schritt 3: Minimale erforderliche optische Auflösung berechnen

Minimale Auflösung = 1 / (2 × Pixelgröße)
Bei 3,45 µm Pixeln: 1 / (2 × 0,00345 mm) ≈ 145 lp/mm
Das Objektiv sollte mindestens MTF30 ≥ 145 lp/mm aufweisen.

Schritt 4: Objektiv auswählen

Achte auf folgende Punkte:

• Vergrößerung ca. 0,11×

• Sichtfeld mind. 130 mm

• Auflösung ≥ 145 lp/mm

• Geeignet für Sensordiagonale von ca. 17,5 mm

• Kompatibel mit Arbeitsabstand, Montage und Beleuchtung

Anwendungsbeispiele

• Messtechnik: Inspektion von Metallteilen, Steckverbindern

• Gegenlichtinspektion: Formkontrolle von Glas und Verpackungen

• Elektronik: Dimensionsmessung von Komponenten auf Leiterplatten

• Medizintechnik: Inspektion von Kathetern, Nadeln und Schläuchen

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