(ik) Die Kombination eines teuren Objektivs mit guten Werten und einer modernen, hochauflösenden Kamera mit großem CMOS-Sensor kann zu überraschenden und unerwünschten Shading-Effekten führen. Durch eine geeignete Auswahl von Kamera und Optik lässt sich dies verhindern – SVS-Vistek bietet das nötige Hintergrundwissen:
1. Ursachen für den Shading-Effekt 2. Der Lichteinfallwinkel und das Objektiv müssen zueinander passen 3. Neues Modell der SHR-Kameraserie von SVS-Vistek mit Shading Correction
Ursachen für den Shading-Effekt
Shading ist ein bekanntes Optik-Problem. Einfach dargestellt entsteht es dadurch, dass Bildpunkte umso dunkler abgebildet werden, je weiter sie auf dem Sensor von der optischen Achse entfernt sind. Aufgenommene Bilder werden somit zu den Rändern hin punktsymmetrisch um die optische Achse dunkler. Ein Schließen der Blende vergrößert den nutzbaren Bildbereich.
Das ungewollte Shading-Phänomen kann jedoch auch durch Bildsensoren ausgelöst werden. Die Ursache dafür ist in der Sensor-Architektur aktueller CMOS-Kameras zu finden: Ein CMOS-Pixel besteht von der Lichteinfall-Seite betrachtet aus einem lichtempfindlichen Segment und einem lichtunempfindlichen Verstärker-Bereich. Moderne CMOS-Sensoren besitzen sogenannte Mikrolinsen. Hierbei ist über jeder einzelnen CMOS-Zelle eine Mikrolinse platziert, die einfallendes Licht auf den lichtempfindlichen Teil des Pixels richtet. Diese Konstruktion erhöht die Empfindlichkeit des Pixels erheblich und vermindert ein durch die Objektstruktur bedingtes Pixelrauschen.
Allerdings hat diese Vorgehensweise auch ihren Preis: Die Verwendung der Mikrolinsen bewirkt, dass das einfallende Licht aus einem bestimmten Winkelbereich kommen muss. Von außerhalb dieses Chief Ray Angle (CRA) genannten Winkelbereichs einfallendes Licht wird dann ebenfalls verstärkt auf die lichtunempfindlichen Stellen des Pixels geleitet. Eine deutliche Intensitätsminderung und damit ein Shading-Effekt auf diesem Pixel ist die Folge.
Beim Einsatz von modernen CMOS-Industriekamerasensoren wie mit den in der Bildverarbeitung sehr verbreiteten Sensoren Sony IMX342 oder Canon 120MXSM in Kombination mit einer guten Optik kann Shading ebenfalls – oftmals überraschend – auftreten. Das zusätzliche Shading eines CMOS-Sensors entsteht durch die Kombination des Objektivs mit dem Sensor und addiert sich zum normalen Shading-Verhalten des Objektivs.
Der Lichteinfallwinkel und das Objektiv müssen zueinander passen
