Anzeige

Falsche Bilder

Wellenlängenverschiebung durch Filter vor bestimmten Objektiven

In der Bildverarbeitung drohen verfälschte Abbildungen durch ein Filterphänomen, das durch immer kleiner werdende Optiken zunehmend problematisch wird.

Bild: Polytec GmbHBild: Polytec GmbH
Bild 1 | Darstellung der Aufnahme einer Laserlinie unter verschiedenen Bedingungen: rote Laserlinie (l.), StablEdge Bandpassfilter (m.) und herkömmlicher Bandpassfilter (r.).

In der industriellen Bildverarbeitung sind optische Filter preiswerte Komponenten, die in vielen Anwendungen hilfreich sind und die eigentliche Bildauswertung erheblich vereinfachen.

Bild: Polytec GmbHBild: Polytec GmbH
Bild 3 | Verschiebung der Transmissionskurve eines Bandpassfilters bei schrägem Lichteinfall. Dieser Effekt tritt verstärkt bei Objektiven mit Brennweiten von unter 12mm auf.

Bild: Polytec GmbHBild: Polytec GmbH
Bild 2 | Wellenlängenverschiebungen durch Filter vor Objektiven mit geringer Brennweite können Verfälschungen von Abbildungen hervorrufen. Kollimiertes Licht, projiziert durch ein 3,5mm Festbrennweiten-Objektiv mit herkömmlichem Bandpassfilter (r.) und St

Der einfachste Filter ist ein simples Glas, das die teure Optik vor Verschmutzungen und Verschleiß schützt. Doch schon der Einsatz eines Bandpassfilters in Kombination mit der passenden LED-Beleuchtung verhindert den Einfluss von Umgebungslicht und vereinfacht die Programmierung der Auswertung, die damit deutlich sicherer und stabiler wird. Filter erlauben aber auch, Bildeigenschaften hervorzuheben und unerwünschte Bildinhalte auszublenden. Allerdings sind Filter und ihre Eigenschaften in der Regel richtungsabhängig. Hat beispielsweise ein Bandpassfilter bei einem Lichteinfall direkt von vorne das Maximum der Transmissionskurve exakt wie in der Spezifikation angegeben, so verschiebt sich dieses Maximum je nach Lichteinfallswinkel in der Regel zu einer niedrigeren Wellenlänge. (Bild 3). Der Trend, Bildverarbeitungssysteme immer kompakter auszulegen, führt zu Objektiven mit geringeren Brennweiten und lässt dadurch das Phänomen der Wellenlängenverschiebung immer häufiger auftreten. Das Phänomen zeigt sich besonders, wenn man kollimiertes Licht durch einen Filter schickt. Der traditionelle Filter ruft eine deutliche Wellenlängenverschiebung zu kürzeren Wellenlängen hervor (Bild 1). Dies kann die Ergebnisse bei vielen Anwendungen verfälschen und zu Fehlinterpretationen führen.

Polytec GmbH

Dieser Artikel erschien in inVISION 5 2019 - 27.09.19.
Für weitere Artikel besuchen Sie www.invision-news.de