Scheitelpunkt

In der Optik ist der Scheitel der Punkt auf einer Linsenfläche, der der optischen Achse am nächsten liegt und diese Fläche die Achse schneidet. Bei einer sphärischen Linse ist es der höchste Punkt oder Pol der Kurve. Dieser einzelne Punkt bestimmt, wo optische Messungen beginnen: Der Krümmungsradius, die Pfeilhöhe und die Flächenleistung werden alle vom Scheitel als Referenz aus berechnet.

Jede Linse hat zwei Scheitel, einen auf jeder Fläche. Der Abstand zwischen ihnen, gemessen entlang der optischen Achse, ist die Linsendicke. Bei einer typischen Kundenbrille liegen der vordere und hintere Oberflächenscheitel je nach Linsendesign und Material 2 bis 4 Millimeter auseinander. Bei dicken Linsen oder optischen Systemen mit großer Öffnung ist dieser Abstand für die optische Berechnung erheblich.

Warum die Scheitelposition wichtig ist

Der Scheitel ist der praktische Ausgangspunkt für viele Linsenspezifikationen. Die hintere Brennweite, die vordere Brennweite und die effektive Brennweite werden alle von Scheitelpositionen aus gemessen. Wenn eine Linse in einem Fass oder einer Fassung montiert ist, dient der Scheitel oft als mechanische Referenzebene; Fertigungstoleranzen für die Scheitelposition wirken sich direkt auf die Bildqualität und die richtige Fokussierung aus. Eine Scheitelverschiebung von nur 0,1 Millimeter kann die Brennweite in präzisen optischen Baugruppen um einen messbaren Betrag verschieben.

Messinstrumente wie Linsenlehren und optische Bänke lokalisieren zuerst den Scheitel und arbeiten von dort aus weiter. In der digitalen Bildgebung oder Mikroskopie wird der Arbeitsabstand (Raum zwischen vorderer Linsenfläche und Objekt) typischerweise vom vorderen Scheitel aus gemessen. Beschichtete Linsen, asphärische Linsen und Fresnel-Linsen haben alle Scheitel, obwohl ihre Positionen eher mathematisch definiert als als einfacher mechanischer Punkt definiert sein können.

Der Begriff kommt aus dem Lateinischen und bedeutet der höchste oder Wendepunkt. In der Geometrie bezieht er sich auf jeden Gipfel; in der Optik behält er diese Bedeutung: der geometrische Höhepunkt der Linsenfläche, wo Licht bei seiner nächsten Annäherung an die Achse ein- oder austritt. Die Verwechslung der beiden Scheitel einer Linse oder die Verwechslung, welche Fläche welche ist, ist eine häufige Fehlerquelle in der Linsengestaltung und beim Installieren.