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1. Interline Transfer CCD (Kamera/Grundlagen Kamera - English ) ... des Sensors zu. Ein zu schnelles Takten des Sensors führt zunehmend zu Bildrauschen. Dieses Problem kann durch das Auslesen des Sensors über zwei bis vier parallel betriebene Auslesekanäle (Multi-Tap-Kamera) ... 2. Bildkreisdurchmesser (Optik/Grundlagen Optik - English ) ... nennenswerte Abschattungen am Rand belichtet werden kann. Wie die Angabe der Sensorgröße, wird auch der Bildkreis der Optik gerne in (Röhrenkamera-Äquivalent-) Zoll-Angaben gemacht. So kann beispielsweise ... 3. Bildschärfe (Optik/Grundlagen Optik - English ) ... Qualität (und wenig optische Fehler) des Objektivs, damit feinste Strukturen mit möglichst hohem Kontrast und Detailreichtum aufgelöst werden können Geeigneter Kamerasensor mit genügend hoher Auflösungsvermögen ... 4. Objektiv-Anschluss, Auflagemaß und Schnittweite (Optik/Grundlagen Optik - English ) Industrielle BV-Kameras verwenden in den meisten Fällen den C-Mount-Anschluss zur Montage der Objektive. Bei sehr kompakten "Zuckerwürfel"-Kameras sieht man auch CS-Mount-Anschlüsse, um etwas mehr Bauraum ... 5. Auflösung von Sensoren (Kamera/Grundlagen Kamera - English ) Die üblichen Sensor-Auflösungen von industriellen Kameras steigern sich zunehmend über die Jahre hinweg. Durch verbesserte Fertigungsprozesse können heute kleinere Pixelstrukturen erzeugt werden, die vergleichbar ... 6. Trigger-Funktionen (Kamera/Grundlagen Kamera - English ) Moderne Bildverarbeitungs-Applikationen arbeiten in den meisten Fällen mit einer getriggerten Bildaufnahme. Da bei industriellen Kameras üblicherweise kein mechanischer Shutter wie bei einer Spiegelreflexkamera ... 7. Elektr. Auslese-Funktionen (Kamera/Allgemein Kamera - English ) Frameraten Die Framerate (fps= frames per second; Bilder/sec) gibt an, wie viele Bilder maximal von der Kamera elektronisch auslesen werden können. Voraussetzung dafür ist jedoch, dass die Belichtungszeit ... 8. Kamera-Elektronik (Kamera/Grundlagen Kamera - English ) Eine hervorragende Kamera-Elektronik zur korrekten Signalverarbeitung ist das Maß aller Dinge. Das korrekte Verarbeiten und Digitalisieren der Sensor-Daten kann je nach Hersteller trotz 100% identischem ... 9. Sensor- und Pixelgrößen (Kamera/Grundlagen Kamera - English ) ... Da aber auch hier immer wieder technische Limits erreicht werden, lohnt es sich, Kameras mit unterschiedlichen Sensor- und Pixelgrößen bei gleicher Auflösung zu vergleichen, besonders wenn: wenig ... 10. Grundlagen Zeilenkameras (Kamera/Grundlagen Kamera - English ) Für den Einsatz von Zeilenkameras gibt es eine Vielzahl an Gründen: Als nahtloses Aufnahmeverfahren eignet es sich ideal zum Prüfen von längeren Objekten und Endlosmaterialien. Lange Platinen-Nutzen, ... 11. Blende des Objektivs (Optik/Grundlagen Optik - English ) ... Strahlengangs vom Rand des Objektivs her. Eine Veränderung der Blende hat Einfluss auf die Belichtungszeit der Kamera Schärfentiefe des Bildes Eine höhere Blendenzahl hat eine längere Belichtungszeit ... 12. Flächenkameras (Kamera/Allgemein Kamera - English ) Flächenkameras werden in den allermeisten Applikationen zur Bildaufnahme eingesetzt. Der dabei in der Kamera verwendete Sensor hat eine große Matrix von Bildpixeln, so dass eine gewöhnliche zweidimensionale ... 13. Einchip-Monochromkameras (Kamera/Allgemein Kamera - English ) Monochromkameras sind bis heute die Arbeitspferde der industriellen Bildverarbeitung. Trotz der Konkurrenz von Farbkameras wird bei den meisten Applikationen auf die zusätzliche Farbinformation verzichtet, ... 14. Dreichip-Farbkameras (Kamera/Allgemein Kamera - English ) Einfache Einchip-Farbkameras haben den Nachteil, dass es aufgrund der Bayer-Interpolation zur Ermittlung der RGB-Farbinformationen aus benachbarten Pixeln zu Artefakten im Bild kommt und Strukturdetails ... 15. Einchip-Farbkameras (Kamera/Allgemein Kamera - English ) Etliche Applikationen lassen sich nur mit Hilfe einer Farbkamera lösen. Die Informationen eines monochromen Bildes, das mit 8 Bit Graustufen nur 256 verschiedene Grautöne differenzieren kann, ist für ... 16. CMOS-Sensoren (Kamera/Allgemein Kamera - English ) ... Bilder liefern. Digitale Spiegelreflexkameras setzen heutzutage Rolling Shutter-CMOS-Sensoren ein, da hier ein zusätzlicher mechanischer Verschluss die Problematik des kontinuierlichen Belichten und Auslesen ... 17. CCD-Sensoren (Kamera/Grundlagen Kamera - English ) ... und wird daher in 99 Prozent der CCD-Industriekameras für die industrielle BV verwendet. Frame Transfer-CCDs und Full Frame Transfer CCDs kommen heute vor allem noch bei wissenschaftlichen Anwendungen ... 18. Auflösungsvermögen der Optik (Optik/Grundlagen Optik - English ) Bei Messapplikationen, der Inspektion von sehr feinen Bilddetails, aber auch bei der optischen Abbildung auf sehr kleinen Kamerapixeln ist das Auflösungsvermögen einer Optik von besonderem Interesse. Hierbei ... 19. Auswahl der richtigen Optik (Optik/Allgemein Optik - English ) ... Sensor ablichtet und vom Kamerasensor "interpretiert" wird. Alle Komponenten, wie Beleuchtung, das Prüfobjekt, ein geeigneter Filter, der Kamerasensor und ganz besonders die Optik sind maßgeblich daran ... 20. Grundlagen Kameratechnik (Kamera/Grundlagen Kamera - English ) In diesem Kapitel sollen einige Grundlagen im Bereich Kamera-Technik vermittelt werden, die immer wieder auf Datenblättern auftauchen. Auflösung und Sensorgröße: Welche feinsten Merkmale und Objektstrukturen ... 21. Full Frame Transfer CCD (Kamera/Grundlagen Kamera - English ) Beim Full Frame Transfer Sensor ist die komplette Sensorfläche lichtaktiv (der fill factor beträgt bis zu 100 Prozent), daher ist dieser Sensortyp ideal für eine maximale Helligkeitsempfindlichkeit. Er ... 22. Frame Transfer CCD (Kamera/Grundlagen Kamera - English ) Nach erfolgter Bildaufnahme im Hellbereich des Sensors wird sehr rasch das Bild in den Dunkelbereich des Sensors verschoben. Dabei handelt es sich physikalisch um die selben Strukturen wie lichtaktiven ... 23. Exaktes Fokussieren der Optik (Praxis/Grundlagen Praxis) Ausgangssituation Oftmals wird die Kamera einfach angeschraubt, der Bildausschnitt durch leichtes Verschieben und Neigen der Kamera visuell am Monitor eingestellt. Anschließend wird kurz irgendeine ... 24. Interline Transfer CCD (Kamera/Grundlagen Kamera) ... des Sensors zu. Ein zu schnelles Takten des Sensors führt zunehmend zu Bildrauschen. Dieses Problem kann durch das Auslesen des Sensors über zwei bis vier parallel betriebene Auslesekanäle (Multi-Tap-Kamera) ... 25. Bildkreisdurchmesser (Optik/Grundlagen Optik) ... nennenswerte Abschattungen am Rand belichtet werden kann. Wie die Angabe der Sensorgröße, wird auch der Bildkreis der Optik gerne in (Röhrenkamera-Äquivalent-) Zoll-Angaben gemacht. So kann beispielsweise ... 26. Öffnungswinkel berechnen (Service/Allgemein Service) Entozentrische Objektive haben einen festen Öffnungswinkel. Daher kann durch Vergrößerung oder Verkleinerung des Arbeitsabstandes das zu betrachtende Objektfeld vergrößert oder verkleinert werden. Ist ... 27. Minimale Objektdistanz und Zwischenringe (Optik/Grundlagen Optik) ... Besser gelingt dies jedoch durch die Verwendung von Zwischenringen. Zwischenringe zur Unterschreitung der MOD Das Einfügen von Zwischenringen zwischen Anschlussgewinde und Kamera vergrößert die ... 28. Bildschärfe (Optik/Grundlagen Optik) ... Qualität (und wenig optische Fehler) des Objektivs, damit feinste Strukturen mit möglichst hohem Kontrast und Detailreichtum aufgelöst werden können Geeigneter Kamerasensor mit genügend hoher Auflösungsvermögen ... 29. Gegenstandsgröße G berechnen (Service/Allgemein Service) Die Gegenstandsgröße G ist in der Regel der zu erfassende Objekt-Bereich, der mit der Kamera betrachtet werden muss. G=B* (g / f´-1) Hinweis: Kommazahlen bitte mit Punkt eingeben! div.c1 table.t1 ... 30. Schärfentiefe / Tiefenschärfe / DOF berechnen (Service/Allgemein Service) Die Schärfentiefe DOF (engl.: depth of field) ist der Bereich, innerhalb dem sich das Objekt von der Kamera entfernen oder nähern kann, ohne unscharf dargestellt zu werden. Die Schärfentiefe hängt ab ... 31. Abbildungsmaßstab ß (Vergrößerung) berechnen (Service/Allgemein Service) Für telezentrische Messobjektive oder Makro-Objektive wird im Normalsfall keine Brennweite angegeben, mit der man rechnen und zur Auswahl der Optik benutzen könnte. Diese Objektivtypen werden durch den ... 32. Objektiv-Anschluss, Auflagemaß und Schnittweite (Optik/Grundlagen Optik) Industrielle BV-Kameras verwenden in den meisten Fällen den C-Mount-Anschluss zur Montage der Objektive. Bei sehr kompakten "Zuckerwürfel"-Kameras sieht man auch CS-Mount-Anschlüsse, um etwas mehr Bauraum ... 33. Auflösung von Sensoren (Kamera/Grundlagen Kamera) Die üblichen Sensor-Auflösungen von industriellen Kameras steigern sich zunehmend über die Jahre hinweg. Durch verbesserte Fertigungsprozesse können heute kleinere Pixelstrukturen erzeugt werden, die vergleichbar ... 34. Trigger-Funktionen (Kamera/Grundlagen Kamera) Moderne Bildverarbeitungs-Applikationen arbeiten in den meisten Fällen mit einer getriggerten Bildaufnahme. Da bei industriellen Kameras üblicherweise kein mechanischer Shutter wie bei einer Spiegelreflexkamera ... 35. Analoge Video-Signale (Schnittstellen/Allgemein Schnittstellen) Oldie but Goldie! Seit vielen Jahren sind analoge Bildverarbeitungssysteme am Markt etabliert, die erst nach und nach von modernen Kameras mit Firewire-, USB- oder GigaBit-Ethernet-Schnittstellen verdrängt ... 36. Elektr. Auslese-Funktionen (Kamera/Allgemein Kamera) Frameraten Die Framerate (fps= frames per second; Bilder/sec) gibt an, wie viele Bilder maximal von der Kamera elektronisch auslesen werden können. Voraussetzung dafür ist jedoch, dass die Belichtungszeit ... 37. Kamera-Elektronik (Kamera/Grundlagen Kamera) Eine hervorragende Kamera-Elektronik zur korrekten Signalverarbeitung ist das Maß aller Dinge. Das korrekte Verarbeiten und Digitalisieren der Sensor-Daten kann je nach Hersteller trotz 100% identischem ... 38. Sensor- und Pixelgrößen (Kamera/Grundlagen Kamera) ... Da aber auch hier immer wieder technische Limits erreicht werden, lohnt es sich, Kameras mit unterschiedlichen Sensor- und Pixelgrößen bei gleicher Auflösung zu vergleichen, besonders wenn: wenig ... 39. Auswahl der richtigen Kamera (Kamera/Allgemein Kamera) Die Bilderzeugung ist ein komplexe Wechselwirkung aus den Material- und Oberflächeneigenschaften des Prüfobjekts und der verwendeten Beleuchtung. Eine zentrale Rolle nimmt jedoch auch das Kamera-System ... 40. Grundlagen Zeilenkameras (Kamera/Grundlagen Kamera) Für den Einsatz von Zeilenkameras gibt es eine Vielzahl an Gründen: Als nahtloses Aufnahmeverfahren eignet es sich ideal zum Prüfen von längeren Objekten und Endlosmaterialien. Lange Platinen-Nutzen, ... 41. Blende des Objektivs (Optik/Grundlagen Optik) ... Strahlengangs vom Rand des Objektivs her. Eine Veränderung der Blende hat Einfluss auf die Belichtungszeit der Kamera Schärfentiefe des Bildes Eine höhere Blendenzahl hat eine längere Belichtungszeit ... 42. Flächenkameras (Kamera/Allgemein Kamera) Flächenkameras werden in den allermeisten Applikationen zur Bildaufnahme eingesetzt. Der dabei in der Kamera verwendete Sensor hat eine große Matrix von Bildpixeln, so dass eine gewöhnliche zweidimensionale ... 43. Einchip-Monochromkameras (Kamera/Allgemein Kamera) Monochromkameras sind bis heute die Arbeitspferde der industriellen Bildverarbeitung. Trotz der Konkurrenz von Farbkameras wird bei den meisten Applikationen auf die zusätzliche Farbinformation verzichtet, ... 44. Dreichip-Farbkameras (Kamera/Allgemein Kamera) Einfache Einchip-Farbkameras haben den Nachteil, dass es aufgrund der Bayer-Interpolation zur Ermittlung der RGB-Farbinformationen aus benachbarten Pixeln zu Artefakten im Bild kommt und Strukturdetails ... 45. Einchip-Farbkameras (Kamera/Allgemein Kamera) Etliche Applikationen lassen sich nur mit Hilfe einer Farbkamera lösen. Die Informationen eines monochromen Bildes, das mit 8 Bit Graustufen nur 256 verschiedene Grautöne differenzieren kann, ist für ... 46. CMOS-Sensoren (Kamera/Allgemein Kamera) ... Bilder liefern. Digitale Spiegelreflexkameras setzen heutzutage Rolling Shutter-CMOS-Sensoren ein, da hier ein zusätzlicher mechanischer Verschluss die Problematik des kontinuierlichen Belichten und Auslesen ... 47. CCD-Sensoren (Kamera/Grundlagen Kamera) ... und wird daher in 99 Prozent der CCD-Industriekameras für die industrielle BV verwendet. Frame Transfer-CCDs und Full Frame Transfer CCDs kommen heute vor allem noch bei wissenschaftlichen Anwendungen ... 48. Koma und Astigmatismus (Optik/Grundlagen Optik) ... abgebildet. Er erscheint nicht mehr scharf, sondern punktlos. Das Kamerabild wirkt für den Betrachter nicht mehr scharf fokussiert. Durch spezielle Linsentypen kann dieser Fehler unterdrückt werden. ... 49. Chromatische Aberration (Optik/Grundlagen Optik) ... Auch bei einem Monochromkamerasystem ist dieser Fehler im Bild sichtbar, allerdings nicht als Farb- sondern als Grausaum sichtbar. Ist der Einsatz von weißem Licht nicht zwingend erforderlich, kann in ... 50. Vignettierung (Optik/Grundlagen Optik) ... Fehler kann nicht durch Abblenden korrigiert werden. Objektive mit längerer Brennweite schatten zum Rand hin deutlich weniger ab, je kleiner der Sensor der Kamera ist, desto einfacher ist es ebenfalls, ... 51. Präzision und Wiederholgenauigkeit BV (Praxis/Grundlagen Praxis) ... addieren sich eher zu einem Gesamtfehler zusammen. Typische Fehlerursachen für Ungenauigkeiten Anlagen-Vibrationen können zu Unschärfen oder Kamera-Offsets führen Ungenaue Zuführung der ... 52. Bildschärfe und Schärfentiefe (Optik/Grundlagen Optik) Voraussetzung für robustes Inspizieren ist in den allermeisten Fällen ein scharfes Bild. In z-Richtung (in Richtung der Kamera und davon weg) ist dabei nur innerhalb bestimmter Grenzen ein kleiner Bereich ... 53. Telezentrische Objektive (Optik/Grundlagen Optik) ... Effekt, auch in axialer Richtung (Z-Richtung, zur Kamera hin oder weg) innerhalb eines definierten Bereiches gemessene Strecken den selben Abbildungsmaßstab aufzuweisen. Das heißt, auch wenn das Objekt ... 54. Entozentrische Objektive (Optik/Grundlagen Optik) ... an der optischen Mitte (und damit auch näher an der Kamera) befinden, werden größer abgebildet. Sind sie weiter entfernt, werden sie verkleinert dargestellt. images/stories/optik/entozentrisch/entozentrisch_Muttern.jpg ... 55. Auflösungsvermögen der Optik (Optik/Grundlagen Optik) Bei Messapplikationen, der Inspektion von sehr feinen Bilddetails, aber auch bei der optischen Abbildung auf sehr kleinen Kamerapixeln ist das Auflösungsvermögen einer Optik von besonderem Interesse. Hierbei ... 56. Optische Grundlagen - Berechnung der Optik (Optik/Grundlagen Optik) ... Die Größe des Bildes B ist durch den Kamerasensor vorgegeben, muss also meistens nicht berechnet werden. Die Maße werden meist in Zollangaben gemacht, sind allerdings keine echten Zoll-Werte, sondern ... 57. Auswahl der richtigen Optik (Optik/Allgemein Optik) ... Sensor ablichtet und vom Kamerasensor "interpretiert" wird. Alle Komponenten, wie Beleuchtung, das Prüfobjekt, ein geeigneter Filter, der Kamerasensor und ganz besonders die Optik sind maßgeblich daran ... 58. Grundlagen Kameratechnik (Kamera/Grundlagen Kamera) In diesem Kapitel sollen einige Grundlagen im Bereich Kamera-Technik vermittelt werden, die immer wieder auf Datenblättern auftauchen. Auflösung und Sensorgröße: Welche feinsten Merkmale und Objektstrukturen ... 59. Interferenzfilter (Filter/Grundlagen Filter) ... komplett durchsichtig, zeigt also auch beim Einsatz mit einer Farbkamera keine farbverfälschende Wirkung. Tageslicht durchlässige Filter (UV- und IR-Cut) Dieser Filtertyp wird sehr oft mit ... 60. Licht - Physikalische Eigenschaften (Beleuchtung/Grundlagen Beleuchtung) ... aufzudecken. Auch ein geeigneter Kamerasensor kann mithelfen, das Problem zu lösen. ... 61. Full Frame Transfer CCD (Kamera/Grundlagen Kamera) Beim Full Frame Transfer Sensor ist die komplette Sensorfläche lichtaktiv (der fill factor beträgt bis zu 100 Prozent), daher ist dieser Sensortyp ideal für eine maximale Helligkeitsempfindlichkeit. Er ... 62. Frame Transfer CCD (Kamera/Grundlagen Kamera) Nach erfolgter Bildaufnahme im Hellbereich des Sensors wird sehr rasch das Bild in den Dunkelbereich des Sensors verschoben. Dabei handelt es sich physikalisch um die selben Strukturen wie lichtaktiven ... 63. Licht in der industriellen BV (Beleuchtung/Allgemein Beleuchtung) ... den Fehler am Objekt für die Kamera überhaupt sichtbar zu machen. Einige Beispiele zur Verdeutlichung der Schwierigkeiten Man muss sich nur eine transparente Glasflasche vorstellen, deren ... 64. Warum diese Homepage? (Einführung/allgemein Einführung) ... der BV-Komponenten limitiert die Gesamtleistung. So kann der Einsatz einer ungeeigneten Komponente (beispielsweise eine "billige" Optik an einer hochwertigen Kamera) die Funktionsweise und damit die Gesamtinvestition ...

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