Optik-Design

3D-Bildsensor

Mit Hilfe der Optik-Design-Software Zemax wurde eine spezielle Vorsatzoptik simuliert, welche mittels einer aus zwei ebenen Spiegeln und einem 90º reflektierenden Prismas bestehenden Anordnung die gleichzeitige Abbildung zweier Perspektiven eines Objekts ermöglicht. Dadurch ergibt sich ein stereophotogrammetrisches System mit nur einer Kamera.


Simulation des optischen Systems am Beispiel eines Würfels

Strahlteilungsoptiken für eine Kamera mit vier getrennten Objektfeldern

Zur Lösung einer Messaufgabe aus dem Bereich der industriellen Bildverarbeitung soll mittels einer Vorsatzoptik das Sichtfeld einer elektronischen Kamera in vier gleiche Teilfelder aufgeteilt werden, die nebeneinander auf die vier Quadranten des Bildsensors abgebildet werden.

Mehrere unterschiedliche Ansätze wurden mit dem Optik-Berechnungsprogramm simuliert. Die Lösungen unterscheiden sich in Ansätze mit refraktiven Strahlteilern: großes Pyramidenprisma (a), Fresnel Pyramide (b), Mikropymiden-Array ( c) und solche mit reflektiven Strahlteilern: reflektive Pyramide plus vier Spiegel (d) und (e). Die Simulation stellt die Verzeichnung, die Helligkeitsverteilung, die chromatische Aberration und das Übersprechen zwischen den vier Bildkanälen dar. Die Ergebnisse haben gezeigt, dass für refraktiven Vorsatzoptiken unerwünschte Probleme, wie die Größe des Brechungsindex oder chromatische Aberration auftreten. Die Alternative ist eine Anordnung mit reflektierenden Optiken, da es dabei keine chromatische Aberration gibt und die Bauelemente aus Standardmaterial gefertigt werden können.

Kontakt

Dipl.-Ing. Christian Keck
Tel.: (0531) 391-7026
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