telezentrisches Objektiv
Englisch: telecentric
Ein Linsensystem, dessen Eingangs- oder Ausgangspupille im Unendlichen liegt; im ersten Fall ergibt sich daraus eine orthografische Abbildung des Objekts
Telezentrisch: parallele Lichtstrahlen, die den Winkel ignorieren
Ein telezentrales optisches System erzeugt ein Bild, bei dem alle Strahlen, die den Objektraum durchlaufen, parallel zur optischen Achse verlaufen. Dies geschieht, wenn die Eintrittspupille oder Austrittspupille (oder beide) im Unendlichen positioniert ist. Das Ergebnis ist eine orthografische Projektion, keine perspektivische: Die Bildgröße eines Objekts ändert sich nicht, wenn man es näher an die Linse heranführt oder weiter entfernt, solange es scharf bleibt.
Telezentrizität gibt es in zwei Ausführungen. Objektraumseitig telezentrische Systeme haben die Eintrittspupille im Unendlichen, wodurch einfallendes Licht parallel wird; dies beseitigt perspektivische Verzerrungen beim betrachteten Objekt. Bildraum-telezentrische Systeme haben die Austrittspupille im Unendlichen und erzeugen parallele Strahlen im Bildraum. Bi-telezentrische Systeme erreichen beides gleichzeitig, erfordern aber komplexere optische Konstruktionen und sind teuer.
Telezentrizität ist in der maschinellen Bildverarbeitung für Präzisionsmessung und Qualitätskontrolle unverzichtbar. Wenn die Größe eines Teils gemessen oder seine Kanten unabhängig von geringen Tiefenschwankungen konsistent erkannt werden müssen, ist perspektivischer Fehler inakzeptabel. Eine telezentrische Kamera vergrößert ein Objekt nicht, wenn es 5 mm näher an die Linse rückt; eine Standard-Linse würde das tun. Diese Eigenschaft macht Telezentrizität zum Standard in der Automobilprüfung, PCB-Fehlerprüfung und pharmazeutischer Tablettenvermessung.
Der Kompromiss liegt bei Öffnung und Lichtstärke. Telezentrische Linsen sind langsamer (niedrigere Blendenzahl) als konventionelle Optiken ähnlicher Vergrößerung, benötigen längere Arbeitsabstände für gleichwertige Bildfelder und kosten erheblich mehr. Die optische Konstruktion muss zusätzliche Korrektionselemente verwenden, um die Bedingung Pupille im Unendlichen zu erreichen, was Gewicht und Größe erhöht.
In der Mikroskopie und maschinellen Bildverarbeitung wird Telezentrizität durch numerische Apertur und Arbeitsabstand angegeben, nicht allein durch die Brennweite. Ein telezentrales System, das für 1:1-Vergrößerung bei 100 mm Arbeitsabstand ausgelegt ist, kann nicht ohne Neukonstruktion für andere Vergrößerungen umgenutzt werden. Der Begriff selbst leitet sich vom Griechischen tele (fern) und centrum (Mitte) ab und bezieht sich auf die Pupillenposition, nicht auf das optische Verhalten.