Brennweite

Die Brennweite ist eine entscheidende Kenngröße in der Optik, da sie die Brechkraft eines Systems beschreibt. Sie gibt den Abstand zwischen der Hauptebene der Optik und dem Brennpunkt an. Diese Größe steht in umgekehrtem Verhältnis zur Fähigkeit des Systems, Licht zu fokussieren. Zusammen mit dem Blendendurchmesser bestimmt die Brennweite die Blendenzahl eines optischen Systems und liefert damit eine umfassende Beschreibung der Linsenkonfiguration.

Im Zusammenhang mit der Temperaturmessung verbessert eine große Brennweite die Reichweite eines Pyrometers oder einer Wärmebildkamera und ermöglicht eine präzise optische Auflösung des Messziels über größere Entfernungen. Bei gleichbleibender Distanz erhöht eine größere Brennweite des Messgeräts die Messgenauigkeit. Allerdings können raue Umgebungen oder eingeschränkte Zugänglichkeit eine kurze Messdistanz erschweren.

Eine größere Brennweite verbessert die optische Auflösung bzw. das D:S-Verhältnis (Distanz-zu-Messfleckgröße), was zu einem kleineren Messfleck führt und damit die Temperaturmessung kleiner Objekte ermöglicht. Eine Kombination aus großer Brennweite und kurzer Distanz erlaubt eine mikroskopische Untersuchung des Messobjekts. Optiken mit einer Vergrößerung größer als 1 ermöglichen eine optische Auflösung von Zielgrößen in der Dimension der Pixelgröße. Bei Messungen im Mikrometerbereich muss neben der Blendenzahl (oder der bildseitigen numerischen Apertur) auch die objektseitige numerische Apertur berücksichtigt werden.

Im Allgemeinen nimmt mit zunehmender Brennweite auch die Größe des Instruments zu. Dies erklärt, warum Teleobjektive sperriger sind als Weitwinkeloptiken. Die Brennweite steht in direktem Zusammenhang mit dem Sichtfeld (FOV) des Messgeräts. Eine kurze Brennweite erzeugt ein weites Sichtfeld und ermöglicht eine großflächige Überwachung für schnelle Übersichten.

Das Sichtfeld hängt jedoch nicht nur von der Brennweite, sondern auch von der Sensorgröße ab. Daher müssen beide Parameter in Kombination betrachtet werden, insbesondere bei Wärmebildkameras. Mit dem Trend zu kleineren Pixelgrößen können kompaktere Sensoren bei gleicher Sichtfeldgröße kürzere Brennweiten nutzen – was die Entwicklung kleinerer und leichterer Geräte ermöglicht.