Vergrößerung der Schärfentiefe einer Abbildungsoptik durch gezielte Einführung eines Farblängsfehlers

Bei Abbildungsoptiken für die industrielle Bildverarbeitung sind oft widersprüchliche Anforderungen zu erfüllen: Eine große Schärfentiefe ist nur mit kleinen Aperturwinkeln erreichbar, während eine gute Bildschärfe große Aperturwinkel erfordert. Kleine Details in einem tiefen Objektraum lassen sich abbilden, indem man mehrere Bilder mit unterschiedlicher Fokuslage aufnimmt. Bei zeitkritischen Anwendungen verbietet sich jedoch die sequentielle Aufnahme der Bilder. Die hier vorgestellte Optik ermöglicht die gleichzeitige Aufnahme von drei Objektebenen, indem man den Sensor einer Farbkamera mit einer Optik mit einem gezielt angepassten Farblängsfehler kombiniert. Die aufgenommenen Bilder werden in drei Farbauszüge zerlegt, die jeweils eine eigene Ebene im Objektraum scharf darstellen. Dabei geht zwar die Anzahl der nutzbaren Pixel zurück, aber im Vergleich zu einer Einzelaufnahme erreicht man bei gleicher Auflösung mehr als die doppelte Schärfentiefe. Alternativ kann man bei gleicher Gesamtschärfentiefe mit einem über 50% größeren Aperturwinkel und entsprechend höherer Auflösung arbeiten.