Wahl Linse/Objektiv für Abbildung in einem Versuchsaufbau

MTA · Anmeldungsdatum: 02.07.2018 Beiträge: 2

Hallo!

Ich habe ein konkretes Problem, das in den Bereich der Optik fällt. Ich komme da nicht recht von der Stelle, es wäre also toll, wenn mir hier jemand weiterhelfen könnte.

Es geht darum, eine optische Abbildung in einem Versuchsaufbau zu relalisieren. Ein auf einem Computermonitor (CRT) dargestelltes Bild mit einer Höhe von 250 mm soll so in dem Versuchs-Setup abgebildet werden, dass die Bildhöhe dann noch 5 mm beträgt. Das Ganze hat einige Randbedingungen: Zum einen darf der Abstand zwischen Linse bzw. Objektiv und der Bildebene nicht kleiner als ca 50 mm werden (Arbeitsabstand). Gleichzeitig soll aber der Abstand zwischen Monitor und Linse (Gegenstandsweite) so klein wie möglich sein. Der dritte wichtige Aspekt ist, dass das Ganze so lichtstark wie möglich sein soll, weil der Monitor eh schon nicht gerade hell ist. Ich bin nun auf der Suche nach einem Objektiv (Kamera- oder Fotoobjektiv), dass diese Aufgabe erfüllen kann.

Mit

B/G = b/g

kann ich nun erstmal ausrechnen, da B = 5 mm und G = 250 mm, dass für b = 50 mm (o.g. Arbeitsabstand), der Monitor g = 2500 mm vom Objektiv entfernt sein muss. Das ist unangenehm viel und da ist meine erste Frage, ob es irgendeine Möglichkeit gibt, diesen Abstand zu verkleinern, z.B. mit einer zweiten Linse im Strahlengang. Mit diesen Daten käme ich auf eine Linse mit einer Brennweite von

1/f = 1/b + 1/g = 51/250 mm-^1 <=> f = 4.9 mm

Objektive mit diese Brennweite finde ich zB bei Thorlabs (mal angenommen man würde die 2.5 m Abstand zum Monitor akzeptieren). Mir ist nun aber unklar, welche weiteren Parameter des Objektives ich beachten muss bzw. optimieren kann. Mit ist klar, dass eine möglichst große Appertur (kleine f-Zahl) bessere Lichtausbeute bedeutet. Mir ist nicht klar, ob das Field-of-view auch noch eine relevante Größe für mich ist, oder ob das eh direkt geometrisch mit der Brennweite verbunden ist. Intuitiv würde ich sagen, dass ein kleineres Field-of-view hier besser ist, weil das Objektiv dann nur auf den Monitor "blickt" und nicht zusätzlich die ganze Welt sieht.

Kann mir jemand im Sinne der o.g. Fragen bei der Auswahl eines geeigneten Objektives behilflich sein?

Vielen Dank für alle Tipps und Hinweise!
Malte