Kamerafokus - Die physikalischen Grundlagen
Der Kamerafokus entsteht, wenn Lichtstrahlen eines Objekts exakt auf dem Bildsensor zusammenlaufen. Dies ist die Grundlage jedes Machine-Vision-Systems.
Der Abstand zwischen Objektiv und Sensor, bei dem ein scharfes Bild entsteht, wird als Back Focal Length (BFL) bezeichnet.
Beim Fokussieren wird dieser Abstand an den Arbeitsabstand angepasst (also die Entfernung zum Objekt).
Bei M12 S-Mount-Objektiven verschiebt eine vollständige Umdrehung das Objektiv um 0,5 mm (aufgrund der Gewindesteigung M12×0,5). Dadurch verschiebt sich die Fokusebene am Objekt um etwa 10-50 mm, abhängig von der Brennweite.
C-Mount-Objektive funktionieren anders - sie verwenden einen internen Fokussierring statt eines Gewindes zur Fokusverstellung.
Begriffe & Bedeutung
Effektive Brennweite (Effective Focal Length, EFL):
Bestimmt das Sichtfeld (Field of View) und die Schärfentiefe. Dies ist der typische Wert in den Objektivspezifikationen (z. B. "4 mm Objektiv").
Mechanische Back Focal Length:
Abstand von der Rückseite des Objektivgehäuses zum Sensor. Dieser Wert bestimmt, ob ein Objektiv mechanisch zur Kamera passt.
Flanschbrennweite (Flange Focal Distance):
Bei C-Mount-Systemen ist dieser Abstand standardisiert auf 17,526 mm zwischen Mount-Flansch und Sensor.
Hinweise
Die optische Back Focal Length (Abstand vom letzten optischen Element zur Bildebene) wird im Kameradesign selten verwendet.
Entscheidend ist die mechanische Back Focal Length, da sie bestimmt, ob ein Objektiv mechanisch passt und korrekt fokussiert werden kann.
Für kompakte Anwendungen eignen sich beispielsweise M12 S-Pro- oder S-Ultra-Objektive, während sich für Systeme mit standardisierter Flanschbrennweite C-Pro- oder C-Ultra-C-Mount-Objektive anbieten.
