Siemensstern

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16-strahliger Siemensstern als SVG

Die Siemens & Halske AG, heute Siemens, entwickelte verschiedene Methoden, um die optische Qualität aller Objektive für Siemens-Schmalfilmkameras zu prüfen, darunter die Siemenshalbstern-, Siemensstern- und Siemensreflexprüfmethode.[1] Beim Siemensstern handelt es sich um ein Testmuster, einen Kreis mit abwechselnd weißen und schwarzen Sektoren. Ein bildverarbeitendes Gerät kann dieses Muster nicht perfekt wiedergeben, es entsteht in der Mitte ein unscharfer Fleck, der sogenannte Grauring. Über die Größe des Grauringes ermittelt man das Auflösungsvermögen eines optischen Ausgabegerätes oder den Fokus eines optischen Eingabegerätes.

Mit wachsender Entfernung vom Mittelpunkt wächst der Abstand zwischen den weißen und schwarzen Balken. Ist der Abstand zu gering, gibt das Wiedergabegerät nur eine graue Fläche wieder. Ist d der Durchmesser und n die Zahl der weißen und schwarzen Flächen, so ist die absolute Auflösung l:

Beispiel[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Auswertebeispiele für die Abbildung eines Siemenssterns.

Die Abbildung zeigt Beispielaufnahmen zweier optischer Instrumente (z. B. Scanner) von einem 18-strahligen Siemensstern, d. h. es sind 18 helle und 18 dunkle Flächen und damit n = 36. Im linken Teilbild hat der graue Kreis einen Durchmesser von d = 0,3 D, rechts d = 0,15 D.

Daraus folgt für die Auflösung:

linkes Teilbild:
rechtes Teilbild:

Ist das Bild 10 cm groß, löst das optische Instrument des linken Teilbildes 2,6 mm auf, das rechte 1,3 mm.

Scheinauflösung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Ein Siemensstern mit 128 Speichen, bei dem man Scheinauflösung (in der Vektorgrafik, um das Zentrum herum) gut sieht (mit MATLAB code)

Bei optisch unscharfer Abbildung durch Defokussierung entsteht bei einem Siemensstern oberhalb der Auflösungsgrenze das Phänomen der Scheinauflösung (Engl.: spurious resolution),[2][3][4] d. h. zum Zentrum des Siemenssterns hin. Dabei entsteht eine lokale Polaritätsumkehr des Gittermusters, d. h. anstelle der schwarzen Streifen entstehen weiße, und umgekehrt. Weitere Polaritätsumkehr(en) entstehen weiter innen. Wenn man also einen Siemensstern defokussiert betrachtet – etwa als Kurzsichtiger ohne Brille oder mit ungenauer Akkommodation durch Anstarren – sieht man dies als merkwürdig schimmernden Kreis um das Zentrum herum. Die Größe des Kreises ändert sich dabei mit dem Betrachtungsabstand.

Böhlerstern[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Zum Test von Laserscannern wurde der Siemensstern als Böhlerstern in die dritte Dimension übertragen.

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. Alexandra Kinter, Siemens AG, Siemens-Archiv in D-80333 München, Oskar-von-Miller-Ring 20
  2. Hans Strasburger, Michael Bach, Sven P. Heinrich: Blur Unblurred – A Mini Tutorial. In: i-Perception. 9, Nr. 2, 2018, S. 1-15.
  3. Matt Young: Optik, Laser, Wellenleiter. Springer, Berlin, Heidelberg, New York, ISBN 978-3-642-60369-3, S. 200.
  4. H. H. Nasse: Wie liest man MTF- Kurven?

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

 Commons: Siemens star – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien