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Ähnlich wie bei der für das sichtbare Licht weit verbreiteten Fotografie oder Videoaufnahme wird auch in der Praxis der Thermografie die optische Abbildung des realen Objekts (auf die Detektoroberfläche) verwendet. Der nächste Absatz konzentriert sich darauf, die grundlegenden Begriffe und Beziehungen aus der abbildenden Optik zu klären und speziell die Zusammenhänge bei Sammellinsen zu betrachten.

Abb. 56: Übersicht der Begriffe aus der abbildenden Optik

Die obige Darstellung verdeutlicht sehr anschaulich die notwendigen Begriffe und gleichzeitig die mittels einer Sammellinse erzeugte Abbildung eines Objektes. Je nach Entfernung des Objektes entstehen allerdings unterschiedliche virtuelle und reelle Bilder. Hierbei wird das von der Objektseite her mit unserem Auge wahrnehmbare - allerdings mit einem Sensor nicht detektierbare - Bild als virtuelles Bild, die auf der gegenüberliegenden Seite der Linse entstehende - messbare - Abbildung als reelles Bild bezeichnet. Die folgenden Abbildungen und Erklärungen sollen diese Zusammenhänge (für Sammellinsen) detailliert erläutern.

Vom Objektabstand abhängige optische Abbildung

Objekt außerhalb der doppelten objektseitigen Brennweite:

 reelle, umgekehrte (kopfstehende) Abbildung

 verkleinerte Abbildung (Anwendung z.B. bei Fotoapparat, Videokamera, Thermokamera)

Abb. 57: Abbildung eines außerhalb der doppelten Brennweite befindlichen Objektes

Objekt genau auf der doppelten objektseitigen Brennweite:

 reelle, umgekehrte (kopfstehende) Abbildung

 Abmessung der Abbildung entspricht der Objektgröße

Abb. 58: Abbildung eines genau in doppelter Brennweite befindlichen Objektes

Objekt zwischen der einfachen und der doppelten objektseitigen Brennweite:

 reelle, umgekehrte (kopfstehende) Abbildung

 Abmessung der Abbildung ist vergrößert (Anwendung z.B. in Diabetrachtern oder Projektoren)

Abb. 59: Abbildung eines zwischen der einfachen und der doppelten Brennweite befindlichen Objektes

Objekt genau auf der objektseitigen Brennweite:

 keine Abbildung, die Strahlen verlaufen parallel

Objekt innerhalb der objektseitigen Brennweite:

 virtuelle, aufrecht stehende Abbildung

 Abmessung der Abbildung ist vergrößert (Anwendung z.B. bei traditionellen Lupen)

Abb. 60: Abbildung eines innerhalb der Brennweite befindlichen Objektes

Anhand der Darstellungen der vorigen Seiten kann zusammengefasst werden, dass für Objekte außerhalb der doppelten objektseitigen Brennweite bei Sammellinsen die Abbildung folgenden Gesetzmäßigkeiten entsprechend entsteht:

 die Abmessung der Abbildung verkleinert sich mit dem Anwachsen des Objektabstandes

 je größer der Objektabstand, umso mehr nähert sich die Abbildung dem Brennpunkt

 umso größer die Brennweite einer Sammellinse, desto größer ist die minimale Objektentfernung

 bei Objektiven mit Sammellinsen ist die Brennweite der kleinstmögliche Objektabstand