In der Bildverarbeitung ist bei der Auswahl des geeigneten Objektives mehr zu beachten als nur der Bildausschnitt und der Arbeitsabstand. Investiert man etwas Zeit in die Auswahl der Optik und berücksichtigt man weitere, vermeintlich nicht so wichtige Parameter, kann und wird ein aufgenommenes Bild wesentlich an Qualität gewinnen.

Die Ergebnisqualität einer Bildverarbeitungs-Applikation ist immer das Produkt aus der Qualität der verwendeten Einzelkomponenten, wie zum Beispiel der Beleuchtung, der Optik, der Kamera und der Auswerte-Software. Ist die Qualität einer Komponente nicht ausreichend, kann sich das folglich auch auf das Ergebnis auswirken. Weisen jedoch alle Einzelkomponenten eine gute Qualität auf, lässt sich die Aufgabenstellung in der Regel einfacher umsetzen. Das  Objektiv stellt als Schnittstelle zwischen Realität und deren Abbild eine zentrale Komponente dar und sollte daher besonders beachtet werden. Die Aufgabe des Objektivs ist es, die Realität möglichst sachlich und unverfälscht in die Virtualität zu transferieren. Der folgende Artikel erklärt die wichtigsten Kenndaten von Objektiven und ermöglicht so, das für eine bestimmte Anwendung am besten geeignete Objektiv auszuwählen.

Aufbau des Objektivs

Das Objektiv besteht aus mehreren Linsen, die in der Summe die Brennweite bestimmen. Zudem umfasst das Objektiv noch die Blende, einen Kameraanschluss und ein Filtergewinde. Zur besseren Übersicht über die verschiedenen Ausführungen der Objektive können diese in Gruppen unterteilt werden. Die erste Gruppe bilden die Standardobjektive, das heißt

Objektive mit einem Brennweitenbereich von ungefähr 4 bis 75 mm.

1. Weitwinkelobjektive haben einen Bildwinkel, der höher ist als der Blickwinkel des menschlichen Auges (rund 60°).
2. Normalobjektive weisen als Brennweite die Diagonale des Sensors aus. Der Bildwinkel eines Normalobjektives beträgt daher 53°. In der Praxis spricht man von Normalobjektiven bei einem Bildwinkel von rund 40 bis 50°.
3. Als Teleobjektiv werden Objektive mit einem Bildwinkel von weniger als 40°  bezeichnet.

Unter der zweiten Gruppe werden Zoom-Objektive zusammengefasst.

Die Begriffe Zoom-Objektiv und Vario-Objektiv bezeichnen allerdings ein und denselben Objektivtyp. Bei dieser Art kann die Brennweite verstellt werden, wobei die Schärfe konstant bleibt. Eine Sonderform der Zoom-Objektive ist das Variofocal-Objektiv, das aufgrund einfacherer, billigerer Bauweise während des Zoomvorganges die Schärfe nicht beibehält. Bei Zoom-Objektiven wird in der Regel die kleinste und größte Brennweite angegeben. Zusätzlich geben einige Hersteller auch die Relation zwischen den beiden Grenzbrennweiten an, zum Beispiel zehnfach Zoom bei 10 bis 100 mm Brennweite.

Telezentrische Objektive bilden die dritte Gruppe, bei denen die Bildstrahlen parallel zur optischen Achse verlaufen. Das Objekt wird dadurch unabhängig von der Position zum Objektiv immer mit einem bestimmten Verhältnis zum Original abgebildet und es entsteht bei  unterschiedlichen Arbeitsebenen kein Messfehler wie bei Standardobjektiven, bei denen die Bildstrahlen divergent verlaufen. Denn das bedeutet, dass die Abbildungsgröße eines Objektes auf der Bildebene vom Abstand zum Objektiv abhängig ist. Ist nun bei einer Messaufgabe der Abstand von Objekt zu Objektiv nicht konstant, wird das Messergebnis fehlerhaft, sobald man die kalibrierte Ebene verlässt. Durch den parallelen Strahlengang ist die maximale Größe des Objekts bei telezentrischen Objektiven allerdings auf den Durchmesser der Eingangslinse des Objektivs beschränkt. Dieser beträgt in der Regel einige Zentimeter. Maximal sind Objektive mit einem Bildfeld von bis zu 35 cm in der Diagonale erhältlich.

Eine weitere Gruppe bilden die Makro-Objektive oder -systeme, die ein Objekt im Maßstab 1:1 oder vergrößernd auf der Bildebene abbilden. Prinzipiell kann jedes Objektiv durch Verringerung des Arbeitsabstandes mit Hilfe von Zwischenringen oder Nahlinsen als Makro-Objektiv verwendet werden. Durch diese zusätzlichen Komponenten nehmen allerdings bildfeldabhängige Fehler deutlich zu, beispielsweise die Verzeichnung. Echte Makro-Objektive wurden speziell auf geringe Arbeitsabstände hin entwickelt, wodurch die bildfeldabhängigen Fehler auf ein Minimum reduziert werden. Sie haben in der Regel eine kleinere minimale Blendenöffnung als Standard-Objektive, um die prinzipiell größere Schärfenuntiefe bei geringen Arbeitsabständen auszugleichen. Zusätzlich verringert eine kleine Blendenöffnung eventuelle Bildfehler, verursacht aber auch automatisch eine geringere Lichtempfindlichkeit. Makro-Objektiv-Systeme erlauben dem Anwender, sich aus einem Systembaukasten ein speziell für die jeweilige Anwendung optimiertes Makro-Objektiv zusammenzustellen.