{"id":965,"date":"2015-01-23T10:38:37","date_gmt":"2015-01-23T10:38:37","guid":{"rendered":"http:\/\/www.optowiki.info\/de\/?post_type=encyclopedia&#038;p=965"},"modified":"2021-09-21T07:25:02","modified_gmt":"2021-09-21T07:25:02","slug":"scheimpflug-prinzip","status":"publish","type":"encyclopedia","link":"https:\/\/www.optowiki.info\/de\/glossar\/scheimpflug-prinzip\/","title":{"rendered":"Scheimpflug-Prinzip"},"content":{"rendered":"<p>Normalerweise steht die Fokus Ebene 90 Grad zur optischen Achse.<br>\nEin Problem taucht auf, wenn zwei Objekte einen so unterschiedlichen Abstand von der Kamera haben, dass sie nicht mehr gleichzeitig scharf gestellt werden k&ouml;nnen.<\/p>\n<p><a href=\"http:\/\/www.optowiki.info\/wp-content\/uploads\/2015\/01\/Different_Object_Distances.svg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"aligncenter size-medium wp-image-1195\" src=\"http:\/\/www.optowiki.info\/wp-content\/uploads\/2015\/01\/Different_Object_Distances.svg\" alt=\"Different_Object_Distances\" width=\"700\" height=\"500\"><\/a><\/p>\n<p>Theodor Scheimpflug hatte die geniale Idee, die Kamera zu kippen!<\/p>\n<p><a href=\"http:\/\/www.optowiki.info\/wp-content\/uploads\/2015\/01\/scheimpflugs_idea.svg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"aligncenter size-medium wp-image-1196\" src=\"http:\/\/www.optowiki.info\/wp-content\/uploads\/2015\/01\/scheimpflugs_idea.svg\" alt=\"scheimpflugs_idea\" width=\"700\" height=\"500\"><\/a><\/p>\n<p>Dann sind alle Punkte in der A-B-Ebene fokussiert!<\/p>\n<p>Alleine die Kamera zu kippen reicht aber noch nicht aus, um ein fokussiertes Bild zu bekommen. Die Gausssche Fokus Gleichung muss ebenfalls erf&uuml;llt sein.<br>\nDie Gauss-Gleichung ist jedoch &auml;quivalent mit dem zweiten Scheimpflug-Prinzip.<\/p>\n<div class=\"tip\">\n<h2>Erstes Scheimpflug-Prinzip:<\/h2>\n<p>Drei Ebenen in 3D m&uuml;ssen eine gemeinsame Schnittgerade haben:<\/p>\n<ul>\n<li>Die gekippte Ebene, die die gew&uuml;nschten Objekte enth&auml;lt.<\/li>\n<li>Die Sensor Ebene<\/li>\n<li>Eine Ebene senkrecht zur optischen Achse durch die Linsenmitte.<\/li>\n<\/ul>\n<\/div>\n<p>F&uuml;r eine theoretische &bdquo;d&uuml;nne <a href=\"https:\/\/www.optowiki.info\/de\/glossar\/linse\/\" target=\"_self\" title=\"Ein K&ouml;rper aus einem optischen Material (&uuml;blicherweise Glas) mit zwei optisch aktiven Fl&auml;chen. Linsen haben als wesentliche Eigenschaft, dass sie Objektpunkte in Bildpunkte abbilden.\" class=\"encyclopedia\">Linse<\/a>&ldquo; (= der virtuellen Dicke Null), ist klar, wo sich diese Ebene befindet. Bez&uuml;glich des Ortes bei realistischeren &bdquo;dicken Linsen&ldquo; siehe unten.<\/p>\n<p>Als Gedankenspiel seien die Positionen der Sensorebenen und der Objektebene fest und nicht parallel.Dies definiert eine Gemeinsame Gerade in 3D, die in beiden ebenen liegt. Es gibt dann unendlich viele Ebenen, die durch die gemeinsame gerade gehen.<br>\nOffenbar k&ouml;nnen nicht alle zu best-fokussierten Objekten f&uuml;hren.<br>\nAlso halten wir fest:<\/p>\n<div class=\"warning\">Das erste Scheimpflugprinzip ist nur eine notwendige, aber keine hinreichende Bedingung, ein fokussiertes Bilder einer gekippten Ebene auf dem Sensor zu erhalten.<\/div>\n<p>Im allgemeinen wird die <a href=\"https:\/\/www.optowiki.info\/de\/glossar\/linse\/\" target=\"_self\" title=\"Ein K&ouml;rper aus einem optischen Material (&uuml;blicherweise Glas) mit zwei optisch aktiven Fl&auml;chen. Linsen haben als wesentliche Eigenschaft, dass sie Objektpunkte in Bildpunkte abbilden.\" class=\"encyclopedia\">Linse<\/a> zwar gekippt, jedoch das Bild nichz fokussiert sein.<br>\nSobald wir jedoch die Linsenfokussiermechanik verwenden, ist das erste Scheimpflugprinzip nicht  mehr erf&uuml;llt und wir m&uuml;ssen die <a href=\"https:\/\/www.optowiki.info\/de\/glossar\/linse\/\" target=\"_self\" title=\"Ein K&ouml;rper aus einem optischen Material (&uuml;blicherweise Glas) mit zwei optisch aktiven Fl&auml;chen. Linsen haben als wesentliche Eigenschaft, dass sie Objektpunkte in Bildpunkte abbilden.\" class=\"encyclopedia\">Linse<\/a> etwas kippen , um die Scheimpflugbedingung erneut zu erf&uuml;llen.<\/p>\n<p>Die zweite (hinreichende) Bedingung kann sein:<\/p>\n<div class=\"tip\">\n<h2>Gauss Fokus Gleichung:<\/h2>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.optowiki.info\/de\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-4b12ce02c196634ee4243a3cdc08356d_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\frac{1}{focal length} = \\frac{1}{object distance} + \\frac{1}{image distance}\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"25\" width=\"300\" style=\"vertical-align: -9px;\"><\/p>\n<\/div>\n<p>Aber statt der Gauss-Gleichung k&ouml;nnen wir verwenden: <\/p>\n<div class=\"tip\">\n<h2>Zweites Scheimpflug-Prinzip.<\/h2>\n<p>Die folgenden drei Ebenen m&uuml;sses eine Gemeinsame Gerade enthalten:<\/p>\n<ul>\n<li>Die gekippte Ebene, die das gew&uuml;nschte Objekt erh&auml;lt.<\/li>\n<li>Eine Ebene durch die Lindenmitte, senkrecht zur optischen Achse<\/li>\n<li>Eine Ebene, senkrecht zur optischen Achsen, um eine <a href=\"https:\/\/www.optowiki.info\/de\/glossar\/brennweite\/\" target=\"_self\" title=\"Abstand vom 2. Hauptpunkt zum 2. Brennpunkt einer Linse.&#8232;F&uuml;r Linsen in Luft ist dies gleich dem Abstand vom ersten Brennpunkt zum ersten Hauptpunkt.&#8232;(jeweils von links nach rechts gemessen!)&#8232;Man beachte, dass die f&uuml;r eine Sammellinsen das die Brennweite positiv und f&uuml;r Zerstreuungslinsen negativ ist. Je gr&ouml;sser die Brennweite, desto kleiner der &Ouml;ffnungswinkel des Objektivs - desto&hellip;\" class=\"encyclopedia\">Brennweite<\/a> Richtung objekt verschoben.<\/li>\n<\/ul>\n<\/div>\n<div class=\"tip\">\n<h2>Situationen &amp; Anwendungen bei denen das Scheimpflug Prinzip angewende werden kann.<\/h2>\n<ul>\n<li>Die zu fokussiernden Objektehave diverse unterschiedlich Kamerawinkel <\/li>\n<li>Die Kamera kann  nicht fdort angebracht werden.<\/li>\n<li>Die Kamera schaut unter einem Winkel auf das mehr oder weniger flache objekt<\/li>\n<li>Kameras f&uuml;r autonomous Fahrzeuge die Linsien oder schrift auf em Boden verfolgen m&uuml;ssen.<\/li>\n<li>Wann immer die gew&uuml;nschte fokus ebene nicht paralel zur Sensorebene ist.<\/li>\n<li><a href=\"https:\/\/www.optowiki.info\/de\/glossar\/laser\/\" target=\"_self\" title='Was ist ein Laser? \"Laser\" ist ein Akronym f&uuml;r &bdquo;Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation&ldquo; (Lichtverst&auml;rkung durch stimulierte Emission von Strahlung). Laserlicht ist monochrom ( hat nur eine Wellenl&auml;nge) und ist polarisiert. Herausforderungen : Temperaturdrift kann die Frequenz eines Lasers beeinflussen, da &Auml;nderungen der Temperatur die physikalischen Eigenschaften der Laserkomponenten beeinflussen k&ouml;nnen. Daher gibt&hellip;' class=\"encyclopedia\">Laser<\/a>-Triangulation<\/li>\n<\/ul><\/div>\n<div class=\"warning\">Die folgende interaktive Zeichnung dient nur zur Veranschaulichung!<\/div>\n<p>Benutzung: Zun&auml;chst wird die Objektmitte (der gr&uuml;ne Punkt wo die <a href=\"https:\/\/www.optowiki.info\/de\/glossar\/optische-achse-2\/\" target=\"_self\" title=\"Die Symmetrieachse einer Linse oder eines Linsensystems\" class=\"encyclopedia\">optische Achse<\/a> auf das Objekt trifft) auf die Wunschstelle geschoben, z.B. bei 60 auf der x-Achse.<br>\nDann wird die <a href=\"https:\/\/www.optowiki.info\/de\/glossar\/linse\/\" target=\"_self\" title=\"Ein K&ouml;rper aus einem optischen Material (&uuml;blicherweise Glas) mit zwei optisch aktiven Fl&auml;chen. Linsen haben als wesentliche Eigenschaft, dass sie Objektpunkte in Bildpunkte abbilden.\" class=\"encyclopedia\">Linse<\/a> (der andere gr&uuml;ne Punkt) an eine Stelle gezogen, an der Plat f&uuml;r Kamera und <a href=\"https:\/\/www.optowiki.info\/de\/glossar\/linse\/\" target=\"_self\" title=\"Ein K&ouml;rper aus einem optischen Material (&uuml;blicherweise Glas) mit zwei optisch aktiven Fl&auml;chen. Linsen haben als wesentliche Eigenschaft, dass sie Objektpunkte in Bildpunkte abbilden.\" class=\"encyclopedia\">Linse<\/a> ist.<br>\nDie interaktive Grafik beh&auml;lt die <a href=\"https:\/\/www.optowiki.info\/de\/glossar\/optische-achse-2\/\" target=\"_self\" title=\"Die Symmetrieachse einer Linse oder eines Linsensystems\" class=\"encyclopedia\">Optische achse<\/a> in der Sensormitte und bildet die R&auml;nder des Sensors in die gew&uuml;nschte Objektebene ab.<br>\nDie Vergr&ouml;sserung (<a href=\"https:\/\/www.optowiki.info\/de\/glossar\/magnification\/\" target=\"_self\" title=\"siehe Vergr&ouml;sserungsfaktor\" class=\"encyclopedia\">magnification<\/a>) wird dabei senkrecht(!) zur optischen Achse bestimmt.<\/p>\n<p>Auf dem Monitor wird bei einem Rechteckigen Objekt auf dem Monitor ein trapezf&ouml;rmiges Bild erscheinen. Wegen der Perspektive werden die Objektteile n&auml;her an der Kamera gr&ouml;&szlig;er abgebildet. <\/p>\n<p>[embedit snippet=&ldquo;scheimpflug-principle-thick-lens&ldquo;] <\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Normalerweise steht die Fokus Ebene 90 Grad zur optischen Achse. Ein Problem taucht auf, wenn zwei Objekte einen so unterschiedlichen Abstand von der Kamera haben, dass sie nicht mehr gleichzeitig scharf gestellt werden k\u00f6nnen. Theodor Scheimpflug hatte die geniale Idee, die Kamera zu kippen! Dann sind alle Punkte in der A-B-Ebene fokussiert! 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