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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Photodiode Linsenanordnung


Autor: Tobias XXX (enterprise)
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Hallo,

hat hier vielleicht jemand Ahnung von Optik?
Hier meine Anwendung:
Ich habe eine Photodiode mit einem Öffnungswinkel von 12°. Ich möchte 
diesen Blickwinkel der Photodiode aber gerne durch eine Linse 
parallelisieren, so dass sie in eine Kreisfläche mit ca. 10cm 
Durchmesser abtastet und das in einer Entfernung von ca. 0,5m - 2m.
Meiner Meinung nach muss man hierfür auf jeden Fall eine Sammellinse 
(bikonvex) verwenden und die Photodiode in den Brennpunkt der Linse 
setzen. Aber welche Linsenbrennweite brauche ich hierfür und welchen 
Durchmesser sollte die Linse haben?
Kann mir vielleicht jemand erklären wie man soetwas berechnet?

Gruß Tobias

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Autor: Ganymed (Gast)
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Preiswerte und gute Linsen bekommst Du hier

http://www.astromedia.de/

Unter Opti-Media nachschauen

Autor: aha (Gast)
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Du moechtest ein Objekt mit 5cm Radius auf eine Flaeche von 3mm^2 
(photodiode abbilden. Die Linse steht fast im fokalen abstand, aber 
nicht ganz. Mal unter optische Abbildung nachschauen.

Autor: Tobias XXX (enterprise)
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Was bedeutet denn: Die Linse steht fast im fokalen Abstand?

Autor: aha (Gast)
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Schau dir mal die Gleichungen fuer optische Abbildung an.

Autor: Alexander Liebhold (lippi2000)
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Hey,
schau hier: http://de.wikipedia.org/wiki/Optische_Abbildung

Dabei ist doch nun S1 = 500-2000mm (Da musst du dich aber noch genauer 
festlegen, die Tiefenschärfe wirst du nicht erreichen). Die Objekthöhe 
h1 = 100mm und die Bildhöhe der Photodiode ist h2=1-3mm. Somit hast du 
einen Vergrößerungs-/Verkleinerungsmaßstab von 1:100. Das heißt doch nun 
deine Entfernungen S1 und S2 müssen auch dieses Verhältnis aufweisen.

Nun musst du musst du mit dem Abstand der Photodiode und der Brennweite 
rumspielen. Da du keine Blende verwendest, muss dann die Photodiode 
alles Licht von der Linse aufnehmen können (als von beiden 
Linsenrändern). Sprich durch deinen Öffnungswinkel ist der Abstand zur 
Linse zu beachten.

So ungefähr sollte es gehen. Ansonsten kann ich dir noch Literatur zu 
nem Kollimator empfehlen. Wird bei fast immer bei Laserdioden verwendet 
um den divergierenden Strahl mit xxx-Öfnnungswinkel (Apertur) zu einem 
Parallelstrahl zu machen.

Autor: Alexander Liebhold (lippi2000)
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Die böse Tastatur, ich glaub ich brauch erst mal nen Kaffee, bei dem 
Deutsch heute :-)

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Tobias C. schrieb:
> Was bedeutet denn: Die Linse steht fast im fokalen Abstand?

Übersetzung: Deine Photodiode steht fast im Brennpunkt (Fokus) der von 
Dir zu benutzenden optischen Linse.

Autor: Tobias XXX (enterprise)
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Alexander Liebhold schrieb:

> Dabei ist doch nun S1 = 500-2000mm (Da musst du dich aber noch genauer
> festlegen, die Tiefenschärfe wirst du nicht erreichen).

Hmm, das ist schon genau festgelegt. Nach Möglichkeit soll sowohl bei 
500mm sowie auch bei 2000mm ein 100mm großes Objekt auf meine Photodiode 
gebracht werden.

Danke euch allen aber schon mal für die Hilfe.

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Tobias C. schrieb:
> Alexander Liebhold schrieb:
>
>> Dabei ist doch nun S1 = 500-2000mm (Da musst du dich aber noch genauer
>> festlegen, die Tiefenschärfe wirst du nicht erreichen).
>
> Hmm, das ist schon genau festgelegt. Nach Möglichkeit soll sowohl bei
> 500mm sowie auch bei 2000mm ein 100mm großes Objekt auf meine Photodiode
> gebracht werden.
>

Du hast es nicht verstanden wie es ausschaut.
Nimm/leih bei Freunden mal einen "old fashion" Fotoapparat, vorzugsweise 
Spiegelrelfex. Stell das Teil manuell scharf auf einen 2 m entferntes 
Objekt.

Schwenke nun auf ein 0.5 m entferntes Objekt ohne sosnt was umzustellen.

Fällt Dir da was an der Darstellungschärfe auf wenn Du durch den Gucker 
schaust ??


> Danke euch allen aber schon mal für die Hilfe.

Du wirst da einige Kompromisse eingehen müssen.

Vermutlich auf die "Mitte" der Entfernungen (ca. 1.3m ) Dein 100 mm 
Objekt scharf abbilden und den Rest mehr oder weniger präzis abbilden 
können.



hth,
Andrew

Autor: Tobias XXX (enterprise)
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OK, das Problem hab ich jetzt verstanden. Mich würden jetzt aber noch 2 
Punkte interessieren:

- Welchen Einfluss hat der Durchmesser der Linse

- Welchen Einfluss hat der Öffnungswinkel von 12° der Photodiode

Autor: Ulrich (Gast)
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Die Größe der Linse bestimmt vor allem die Lichtstärke. Eine größere der 
Linse kann einfach mehr Licht einfangen.

Der Offnungswinkel der Photodiode gibt vor wie groß man die Linse 
höchstens sinnvoll machen kann. Eine größere Linse mancht keinen Sinn, 
denn das Licht vom Rand kann die Photodiode dann nicht mehr richtig 
sehen.

Autor: karadur (Gast)
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Hallo

was willst du mit der Photodiode machen? Licht aufnehmen in einem 
Abstand von 50 - 200 cm? Wenn ja dann gibt dir der Öffnungswinkel und 
der Strahldurchmesser die Brennweite vor. Du willst ja kein Bild sondern 
die Energie. => tan 6Grad=5cm/Brennweite

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