Bei Gesprächen über die technischen Daten von Inspektionskameras läuft es meist auf eine einzige Zahl hinaus: Megapixel. Diese lässt sich gut in Angeboten vergleichen und passt auf ein Datenblatt. Dennoch melden die Produktionslinien aus entgegengesetzten Richtungen dieselbe Beschwerde. Eine hochauflösende Kamera lässt immer noch Kratzer durch, die ein System mit geringerer Auflösung auf einer benachbarten Fertigungslinie erkennt, während ein bescheidener Sensor mit kleinem Sichtfeld Geräte übertrifft, die ein Vielfaches kosten.
Der kleinste Fehler, den eine Kamera erkennen kann, wird nicht allein durch ihre Auflösung bestimmt. Er hängt vielmehr von der räumlichen Größe eines Pixels auf dem Bauteil ab, die dem Sichtfeld geteilt durch die Anzahl der Pixel entlang dieser Achse entspricht. Nach der Abtasttheorie muss ein Fehler mindestens zwei Pixel umfassen, um überhaupt aufgelöst zu werden, drei bis fünf, um zuverlässig erkannt zu werden, und zehn oder mehr, wenn es um Maßerfassung geht. Die Pixelgröße entscheidet dann darüber, wie viel Licht jede Abtaststelle einfängt und ob diese theoretische Grenze unter realen optischen, beleuchtungstechnischen und Bewegungsbedingungen Bestand hat.
In den folgenden Abschnitten werden diese beiden Werte in eine Skala von Millimetern pro Pixel umgerechnet; anschließend wird untersucht, inwieweit Abtastung, Beugung, Kontrast und Geschwindigkeit das Ergebnis einschränken.
Inwiefern Auflösung und Pixelgröße unterschiedliche Dinge beschreiben
Die Auflösung gibt die Anzahl der Messpunkte an; die Pixelgröße misst den Abstand zwischen ihnen. Bei einer höheren Pixelanzahl werden die Messpunkte auf derselben Fläche feiner verteilt, während größere Pixel bei jedem Messpunkt mehr Licht einfangen. Keiner dieser Werte gibt Aufschluss darüber, was die Kamera erkennen kann, solange nicht beide in Bezug auf das Sichtfeld und den Fehler betrachtet werden.
Beide Spezifikationen stehen in jedem Datenblatt nebeneinander, was den Eindruck erweckt, dass es sich um Varianten desselben Themas handelt. Die eine beziffert die Anzahl der Messpunkte, die andere legt die Breite des Abtastintervalls fest. Da die Anforderungen von einer Anwesenheitsprüfung bis hin zum vollständigen Satz von Funktionen zur Erkennung bei der Sichtprüfung Bei einem gemischten Sortiment gibt es keine Kombination, die für jede Aufgabe gleichermaßen geeignet ist.
Die Auflösung ist die Pixelanzahl
Die Auflösung ist die Anzahl der Pixel auf dem Sensor, angegeben als rechteckiges Raster. Ein Sensor mit einer Auflösung von 2.448 × 2.048 verfügt über etwas mehr als fünf Millionen Bildpunkte und wird als 5-Megapixel-Sensor vermarktet. Diese Gesamtzahl eignet sich gut zum Vergleich, ist für technische Anwendungen jedoch nahezu nutzlos, da ein horizontal verlaufender Defekt durch die 2.448 Pixel auf dieser Achse begrenzt ist. Fünf Megapixel über ein 40-mm-Sichtfeld ergeben 0,016 mm pro Pixel; über 600 mm ergeben sie 0,245 mm pro Pixel – das ist fünfzehnmal gröber, ohne dass eine Änderung der Hardware erforderlich ist.
Die Pixelgröße entspricht dem Abtastintervall
Die Pixelgröße ist die physikalische Breite eines einzelnen Bildelements in Mikrometern. Multipliziert man diese mit der Pixelanzahl, erhält man die Sensorabmessungen: Ein Array mit 1.024 × 1.024 Pixeln und einer Pixelgröße von 5,5 Mikrometern nimmt eine Fläche von 5,6 mm² ein, während dasselbe Array mit einer Pixelgröße von 3,45 Mikrometern eine Fläche von 3,5 mm² einnimmt. Ein Bildpunkt wandelt Photonen proportional zu seiner Fläche um, sodass das größere Pixel etwa zweieinhalbmal so viel Licht einfängt. Größere Pixel sorgen für ein stärkeres Signal; kleinere Pixel für eine höhere Abtastdichte.
| Eigenschaft | Kameraauflösung | Pixelgröße |
| Einheit | Pixel | Mikrometer |
| Beschreibt | Wie viele Proben werden entnommen? | der Abstand zwischen den Abtastungen |
| Erhöhen | feinere Abtastung innerhalb eines festgelegten Sensorbereichs | mehr Licht pro Probe, gröbere Abtastung |
| Auswirkung auf den kleinsten sichtbaren Fehler | verringert die Anzahl der Millimeter pro Pixel | legt das Lichtbudget für jedes Sample fest |
| Hauptkosten | Bandbreite, Bildwiederholrate, Objektivqualität | Empfindlichkeit, Dynamikbereich, Sensorfläche |
Berechnung des kleinsten Fehlers, den Ihre Kamera erkennen kann
Teilen Sie das Sichtfeld durch die Pixelanzahl entlang dieser Achse, um Millimeter pro Pixel zu erhalten, und teilen Sie dann den kleinsten Defekt durch diesen Wert, um zu ermitteln, wie viele Pixel er einnimmt. Ein Defekt, der schmaler als zwei Pixel ist, kann grundsätzlich nicht erkannt werden, und drei bis fünf Pixel stellen die praktische Schwelle für eine zuverlässige Erkennung dar.
Die Schätzung dauert zwei Minuten und schließt die meisten ungeeigneten Kameras aus, bevor ein Angebot erstellt wird. Es werden lediglich das Sichtfeld, die Defektgröße und die Pixelanzahl entlang einer Achse benötigt.
Die Formel für Millimeter pro Pixel
Die Berechnung ist so einfach, dass sie bereits während der Prüfung eines Angebots durchgeführt werden könnte – weshalb sie oft übersprungen wird. Millimeter pro Pixel entsprechen dem Sichtfeld auf einer Achse geteilt durch die Pixelanzahl auf derselben Achse. Wenn 300 mm über 4.096 Pixel abgebildet werden müssen, entspricht jedes Pixel 0,073 mm, und ein 0,3-mm-Fehler nimmt etwa vier Pixel ein.
Bei der Spezifikationsberechnung wird die Rechnung umgekehrt durchgeführt. Die erforderliche Pixelanzahl ergibt sich aus dem Sichtfeld geteilt durch die Defektgröße, multipliziert mit der gewünschten Pixelanzahl über die Breite des Defekts. Bei einem 0,3-mm-Defekt in einem 300-mm-Sichtfeld, für den vier Pixel angestrebt werden, beträgt die Pixelanzahl auf dieser Achse 4.000. Ein Sensor mit 4.096 Pixeln erfüllt die Anforderung; ein Sensor mit 2.448 Pixeln tut dies nicht, unabhängig von seiner Megapixelzahl.
Wie viele Pixel sollten einen Defekt abdecken?
Es gibt keine allgemeingültige Konstante, da die Antwort davon abhängt, wie stark das Erscheinungsbild des Defekts variiert. Ein fehlendes Bauteil verändert einen großen Bereich schlagartig; ein hauchdünner Kratzer auf einer gebürsteten Oberfläche kann den Grauwert um einige Prozent verschieben. Diese Zahlen dienen eher als technische Anhaltspunkte denn als Normen und sollten jeweils anhand realer Proben überprüft werden.
| Prüfaufgabe | Pixel über das gesamte Merkmal hinweg | Begründung |
| Anwesenheit oder Abwesenheit | 2 bis 3 | Eine stabile Flächenänderung reicht aus |
| Erkennung von Oberflächenfehlern | 3 bis 5 | Der Kontrast hängt von der Oberflächenbeschaffenheit, dem Betrachtungswinkel und der Beleuchtung ab. |
| Maßprüfung | 10 oder mehr | Toleranz und Kantenwiederholgenauigkeit spielen eine entscheidende Rolle |
| OCR und Codelesung | 5 oder mehr pro Schlag | Druckqualität und Verzerrung schmälern die Gewinnspanne |
| Roboterführung | 5 oder mehr auf der Referenzmarke | Die Wiederholgenauigkeit der Position ist wichtiger als die Größe |
Der Spielraum gleicht Schwankungen aus; er verbessert jedoch nicht die Bildqualität. Ein Merkmal, das genau ein Pixel einnimmt, flackert zwischen hell und dunkel, wenn sich das Teil verschiebt, und kein Klassifikator kann ein derart instabiles Signal stabilisieren.
Ein Beispiel mit drei verschiedenen Sichtfeldgrößen
Man nehme einen 12-Megapixel-Sensor mit einer Pixelanzahl von 4.096 und richte ihn auf drei Sichtfelder aus. Die Kamera bleibt unverändert; was sich ändert, ist ihre Leistungsfähigkeit.
| Sichtfeld | Millimeter pro Pixel | Zwei-Pixel-Boden | Praktische Grenze bei fünf Pixeln |
| 60 mm | 0.0146 | 0,029 mm | 0,073 mm |
| 300 mm | 0.073 | 0,146 mm | 0,366 mm |
| 600 mm | 0.146 | 0,293 mm | 0,732 mm |
Eine Verdopplung des Erfassungsbereichs halbiert die tatsächliche Auflösung, sodass bei doppelter Fläche mit demselben Sensor die Größe des noch erkennbaren Defekts sich verdoppelt. Wenn sowohl ein großer Erfassungsbereich als auch ein feiner Defekt erforderlich sind, sind die Lösungen entweder mehr Kameras, ein schmalerer Erfassungsbereich pro Station oder eine Zeilenabtastung.
Warum die Nyquist-Grenze eine physikalische Untergrenze festlegt
Die Abtasttheorie verlangt mindestens zwei Abtastwerte pro Zyklus, um ein Muster zu rekonstruieren. In der Bildverarbeitung bedeutet dies, dass ein Defekt durch mindestens ein Pixel von seiner Umgebung getrennt sein muss. Merkmale, die schmaler als etwa zwei Pixel sind, bleiben unsichtbar, unabhängig davon, wie die Software eingestellt ist.
Diese Untergrenze ist eher geometrischer als elektronischer Natur, sodass sie für jede Kombination aus Sensor, Objektiv und Algorithmus gleichermaßen gilt.
Abtastung, Aliasing und die Zwei-Pixel-Regel
Stellen Sie sich zwei helle Merkmale vor, die nur einen kurzen Abstand voneinander haben. Wenn der Abstand so groß ist, dass ein Pixel vollständig darin Platz findet und kein Signal aufzeichnet, erscheinen die Merkmale getrennt. Ist der Abstand schmaler als ein Pixel, tritt dieser dunkle Messwert nie auf, die Merkmale verschmelzen und die Information verschwindet, bevor ein Algorithmus sie erkennen kann. Dies ist die praktische Form des Nyquist-Shannon-Abtasttheorem Dies gilt auch für die Bildgebung, und deshalb erweitern kleine Pixel die Leistungsfähigkeit, während dies bei der Interpolation nicht der Fall ist.
Im Grenzbereich verschwinden die Details nicht sanft. Sie zeigen sich stattdessen als falsches Muster, als Moiré-Streifen oder als Kante, die mit der Bewegung des Bauteils wandert. Prüfer interpretieren diese Artefakte manchmal als echte Fehler, wodurch ein System mit zu geringer Abtastrate schlimmer ist als eines mit offensichtlich zu geringer Auflösung.
Wenn das Objektiv zum Engpass wird
Der Sensor kann nur die Details erfassen, die die Optik liefert. Eine Blende beugt das Licht in einen Fleck statt in einen Punkt, und der Durchmesser dieses Flecks, die Airy-Scheibe, hängt von der Wellenlänge und der Blendenzahl ab. Bei 550 nm und f/4 beträgt er etwa 5,4 Mikrometer. Setzt man ein 2,4-Mikrometer-Pixel hinter dieses Objektiv, erfasst jedes Pixel eine Unschärfe, die breiter ist als es selbst; die zusätzlichen Pixel erfassen die Unschärfe präziser, ohne jedoch mehr Details preiszugeben. Das Prinzip von optische Auflösung dabei gibt es keine Ausnahme: Das schwächste Glied bestimmt die Grenze.
Was ist eine gute Pixelgröße für eine Kamera?
Es gibt keine allgemein gültige, richtige Pixelgröße, sondern nur eine, die dem verfügbaren Licht und den erforderlichen Detailanforderungen entspricht. Für allgemeine industrielle Inspektionen unter kontrollierten Lichtverhältnissen ist ein Bereich von 3,45 bis 5,5 Mikrometer ausgewogen; 2,4 Mikrometer eignen sich für Arbeiten mit hoher Vergrößerung auf kleinen Bildfeldern bei heller, gleichmäßiger Beleuchtung; 6 Mikrometer und mehr eignen sich für Arbeiten bei schwachem Licht oder mit hoher Bildrate, bei denen die Signalqualität Vorrang vor feinen Details hat.
Die Auswahl wird enger, sobald drei Variablen feststehen: die verfügbare Beleuchtung, der erwartete Defektkontrast und die Liniengeschwindigkeit.
| Pixelgröße | Typische Aufgabe | Stärken | Einschränkungen |
| Etwa 2,4 Mikrometer | hohe Vergrößerung, kleines Sichtfeld | feinste Millimeter pro Pixel | geringere Full-Well-Kapazität, anspruchsvolle Beleuchtung |
| Etwa 3,45 Mikrometer | Standardprüfung | ausgewogenes Detail und Signal | Das Objektiv muss zur Abtastfrequenz passen. |
| Etwa 4,8 Mikrometer | Allzweck, mäßige Geschwindigkeit | gutes Signal-Rausch-Verhältnis, unempfindlich gegenüber Lichtverhältnissen | größerer Sensor bei gleicher Pixelanzahl |
| 5,5 bis 6,5 Mikrometer | schwache Beleuchtung, hohe Geschwindigkeit, grobes Sichtfeld | hohe Empfindlichkeit, großer Dynamikbereich | gröbere Abtastung, sperrigere Optik |
Was ist die kleinste Pixelgröße?
Sensoren für den Endverbraucher erreichen mittlerweile eine Auflösung von unter einem Mikrometer; sie eignen sich zwar hervorragend für die Fotografie, sind jedoch als Modelle für die Inspektion ungeeignet. In der Industrie liegt die Grenze bei etwa 2,2 bis 2,4 Mikrometern, was auf drei Einschränkungen zurückzuführen ist. Die Vollwellkapazität skaliert mit der Pixelfläche, sodass eine Halbierung der Pixelbreite die Kapazität auf ein Viertel reduziert und den Dynamikbereich einschränkt. Mikrolinsen über winzigen Fotodioden nehmen Licht nur bei nahezu normalem Einfallswinkel effizient auf, sodass abseits der Achse liegende Strahlen als Übersprechen in benachbarte Pixel gelangen und die Modulationsübertragungsfunktion verschlechtern. Die Beugung verhindert schließlich weitere Verbesserungen, sobald die Airy-Scheibe einige Pixelbreiten überschreitet.
Die Kosten zeigen sich eher als Rauschen denn als Versagen der Spezifikation. Ein kleinerer Bildpunkt sammelt bei gleicher Belichtungszeit weniger Photonen, wodurch das Signal-Rausch-Verhältnis sinkt; zum Ausgleich muss entweder die Belichtungszeit verlängert oder die Lichtstärke erhöht werden. Bei einer schnellen Leitung steht keine dieser Optionen zur Verfügung. An dieser Stelle wird aus einer Entscheidung über die Auflösung eine Entscheidung über den Durchsatz, und hier werden die gemessenen Eigenschaften im Rahmen eines Konzepts wie dem EMVA-1288-Standard sind wichtiger als die Pixelanzahl in der Überschrift.
Auflösung, Megapixel und Videostandards
Nr. 1080p hat eine Auflösung von 1.920 × 1.080 Pixeln, was etwa 2,1 Megapixeln entspricht, während ein industrieller 12-Megapixel-Sensor typischerweise eine Auflösung von etwa 4.096 × 3.000 Pixeln aufweist. Das größere Gerät verfügt über fast die sechsfache Pixelanzahl und mehr als die doppelte horizontale Auflösung, sodass die beiden Formate für Inspektionszwecke nicht vergleichbar sind.
Die beiden Begriffe stammen aus unterschiedlichen Branchen und beantworten unterschiedliche Fragen.
Entspricht 12 MP einer Auflösung von 1080p?
Die Verwirrung entsteht, weil beide Begriffe in der Beschaffung sehr locker verwendet werden – der eine stammt aus dem Rundfunk, der andere aus dem Sensormarketing. Das Seitenverhältnis ist ebenso wichtig wie die Gesamtpixelzahl: Ein 12-Megapixel-Sensor im Format 16:9 hat weniger vertikale Pixel als einer im Format 4:3, und ein vertikal verlaufender Defekt wird durch die kürzere Achse begrenzt.
| Format | Pixelanordnung | Megapixel | Horizontale Pixel |
| VGA | 640 × 480 | 0.3 | 640 |
| 720p | 1.280 × 720 | 0.9 | 1,280 |
| 1080p | 1.920 × 1.080 | 2.1 | 1,920 |
| 5 Megapixel | 2.448 × 2.048 | 5.0 | 2,448 |
| 12 Megapixel | 4.096 mal 3.000 | 12.3 | 4,096 |
Was ist die niedrigste Kameraauflösung?
Es gibt keine formale Untergrenze, und VGA-Sensoren mit einer Auflösung von 640 × 480 werden nach wie vor eingesetzt, wenn es um grobe Aufgaben geht, wie beispielsweise die Überprüfung, ob ein Teil in einer Halterung sitzt. Die Untergrenze wird durch die Mathematik bestimmt, nicht durch Konventionen. Wenn eine Achse mit 640 Pixeln 200 mm abdeckt, entspricht jedes Pixel 0,31 mm, und realistisch gesehen sind nur Fehler ab etwa 1 mm erkennbar. Wo dies ausreicht, ist ein Sensor mit niedriger Auflösung die richtige Wahl – er ist kostengünstiger und einfacher zu beleuchten. Wo dies nicht der Fall ist, kann keine Software die Lücke schließen.
Erkennung und Messung erfordern unterschiedliche Auflösungen
Bei der Erkennung geht es darum, festzustellen, ob etwas vorhanden ist; bei der Messung geht es darum, zu ermitteln, wie groß es innerhalb einer festgelegten Toleranz ist. Die Erkennung kann bereits mit drei bis fünf Pixeln über ein Merkmal hinweg gelingen, während die Messung in der Regel zehn oder mehr Pixel sowie eine Kalibrierung, eine Verzerrungskorrektur und eine wiederholbare Teilpräsentation erfordert.
Käufer legen häufig zunächst die Messleistung einer Kamera fest und beurteilen diese dann anhand der Erkennungsergebnisse – oder umgekehrt. Ein System, das eine abgesplitterte Kante zuverlässig erkennt, ist möglicherweise nicht in der Lage, die Tiefe der Absplitterung auf zehn Mikrometer genau anzugeben. Für eine optische Messmaschine, dabei ist die relevante Größe die Unsicherheit der gesamten Kette: Objektivverzerrung, Perspektivfehler, Kalibrierungsabweichung, Wiederholgenauigkeit des Objekttischs und Kantenschärfe tragen alle dazu bei.
Die Subpixel-Verarbeitung hat ihre Grenzen
Subpixel-Algorithmen schätzen die Position einer klar definierten Kante auf einen Bruchteil eines Pixels genau, manchmal auf ein Zehntel, was für die Vermessung und Ausrichtung nützlich ist. Dies ist jedoch kein Ersatz für die Auflösung. Eine Kante, die nie aufgelöst wurde, kann nicht durch Interpolation zwischen Messwerten wiederhergestellt werden, die keine Informationen darüber enthalten. Die Subpixel-Verarbeitung verfeinert die Messung eines sichtbaren Merkmals; sie lässt jedoch kein unsichtbares Merkmal erscheinen.
Was schränkt die kleinste sichtbare Fehlstelle noch ein?
Auflösung und Pixelgröße bestimmen, was der Sensor erfassen kann, nicht, was das System sehen kann. Kontrast, Schärfe, Schärfentiefe und Bewegungsunschärfe setzen jeweils eigene Grenzen, wobei die engste dieser Grenzen das Ergebnis bestimmt.
Die folgenden Einschränkungen entscheiden darüber, ob die berechnete Auflösung den Kontakt mit der Produktionslinie übersteht.
Kontrast entsteht durch die Beleuchtung, nicht durch die Pixel
Eine Kamera kann kein Merkmal erkennen, das keinen Unterschied im auf sie fallenden Licht bewirkt. Ein feiner Kratzer auf poliertem Metall kann bei diffuser Frontalbeleuchtung verschwinden und unter einem flachen Dunkelfeldlicht scharf erscheinen, da der Kratzer das Licht in Richtung der Linse streut, während die umgebende Oberfläche dies nicht tut. Eine Silhouette vor einem Gegenlicht offenbart Profilfehler, die bei Frontalbeleuchtung niemals sichtbar werden. Die Auflösung liefert Details; die Beleuchtung liefert den Unterschied, der Details aussagekräftig macht.
Bewegungsunschärfe und Schärfentiefe
Bewegt sich ein Bauteil bei geöffnetem Verschluss, entsteht ein Bildverschwimmen. Die Unschärfe in Pixeln entspricht der Geschwindigkeit des Bauteils multipliziert mit der Belichtungszeit, geteilt durch Millimeter pro Pixel. Ab einer Unschärfe von etwa einem Pixel gehen feine Details verloren, und die Messgenauigkeit nimmt bereits früher ab. Kurze Belichtungszeiten beheben zwar die Unschärfe, reduzieren jedoch die Lichtaufnahme, wodurch das Problem wieder auf die Pixelgröße und die Beleuchtung zurückgeführt wird. Die Schärfentiefe fügt dann eine weitere Einschränkung hinzu, da Teile, die in der Höhe variieren oder locker auf einem Förderband liegen, aus dem nutzbaren Fokusbereich herausdriften, und eine feinere Abtastung diesen Bereich weiter einschränkt.
Mehrwinkel-Erfassung komplexer Bauteile
Eine einzelne Kamera erfasst nur eine Seite. Befestigungselemente, Verbindungsstücke und Formteile weisen an mehreren Oberflächen gleichzeitig Mängel auf, und wenn nur die Oberseite geprüft wird, bleiben die übrigen Flächen ungeprüft – unabhängig von der Auflösung. Mehrfachansichten mit mehreren Kameras oder eine indexierte Drehung sind die übliche Lösung, weshalb Sechsseitige Sichtprüfvorrichtung gilt: Die Auflösung kann die Geometrie nicht ausgleichen.
So legen Sie die Auflösung für eine reale Inspektionsaufgabe fest
Gehen Sie vom Defekt und vom Sichtfeld aus, nicht von der Megapixelzahl. Berechnen Sie die Millimeter pro Pixel, legen Sie einen der Aufgabe angemessenen Sicherheitsabstand fest, stellen Sie sicher, dass das Objektiv diesen Maßstab auflösen kann, überprüfen Sie, ob die Beleuchtung den Defekt sichtbar macht, und entscheiden Sie sich erst dann für die Hardware.
Ein Anbieter kann die Größe eines Systems schnell bestimmen, wenn alle Eingaben vorliegen, und wird jedoch eine ungenaue Schätzung abgeben, wenn dies nicht der Fall ist.
Was Sie vor der Auswahl einer Kamera beachten sollten
- Das gesamte Sichtfeld, einschließlich der Positionsschwankungen des Bauteils innerhalb dieses Sichtfelds.
- Der kleinste Fehler, der zur Ausschussware führt, gemessen an seiner schmalsten Abmessung.
- Das Abnahmekriterium: Erkennung, Klassifizierung oder Messung innerhalb einer festgelegten Toleranz.
- Die Taktzeit oder Liniengeschwindigkeit, die die maximale Belichtungszeit und die erforderliche Bildfrequenz festlegt.
- Der Arbeitsabstand und etwaige mechanische Einschränkungen bei der Platzierung der Kamera.
- Repräsentative einwandfreie, fehlerhafte und grenzwertige Proben, die natürliche Schwankungen aufweisen.
- Oberflächenbeschaffenheit und Farbe, die die Beleuchtungsstrategie und den Kontrast bestimmen.
Mit diesen Eingabewerten liefert die obige Berechnung eine vertretbare Spezifikation. Auf Sortiersysteme angewendet, erklärt dies, warum die für ein optische Sortiermaschine bedeutet wenig ohne die Vorschubgeschwindigkeit, das Sichtfeld pro Station und die Fehlerklassen, die sie unterscheiden muss. Eine Maschine, die für eine hohe Auflösung auf einer schmalen Bahn ausgelegt ist, lässt sich nicht mit einer Maschine vergleichen, die ein breites Band mit der halben Pixeldichte abdeckt.
Die meisten Projekte verlaufen dann nach einem bekannten Ablauf: Eine Berechnung, die die Auswahl eingrenzt, ein Objektiv- und Beleuchtungstest, der einige Optionen ausschließt, und ein Machbarkeitstest an echten Mustern, der die verbleibende Option bestätigt.
Häufig gestellte Fragen
Kann eine 5-Megapixel-Kamera einen 0,05-mm-Fehler erkennen?
Das ist möglich, allerdings nur in einem engen Bereich. Ein Sensor mit einer Achse von 2.448 Pixeln, der auf vier Pixel über den Defekt hinweg ausgerichtet ist, benötigt 0,0125 mm pro Pixel, wodurch das Sichtfeld auf etwa 30 mm begrenzt wird. Jenseits dieser Breite kann die Kamera den Defekt nicht mehr erkennen. Die Kamera ist dazu in der Lage; die Geometrie stellt die Einschränkung dar.
Verliert eine Farbkamera im Vergleich zu einer Schwarz-Weiß-Kamera an Auflösung?
Die effektive Auflösung nimmt ab. Ein Farbsensor filtert jeden Bildpunkt so, dass er eine Primärfarbe erfasst, und fehlende Werte werden aus den benachbarten Werten interpoliert. Dies verringert die erreichbare Modulationsübertragungsfunktion und lässt feine Details unscharf erscheinen. Monochrom bleibt die bessere Wahl für feine Oberflächenarbeiten, während Farbe für Aufgaben reserviert bleibt, bei denen der Farbton die entscheidenden Informationen liefert.
Wann sollte eine Zeilenkamera eine Flächenkamera ersetzen?
Die Zeilensensor-Technologie eignet sich für endloses Material wie Folie, Blech, Draht oder Textilien, für sehr breite Sichtfelder, bei denen ein Flächensensor eine übermäßige Anzahl an Pixeln erfordern würde, sowie für zylindrische Teile, die durch das Sichtfeld rotieren. Die Auflösung entlang der Abtastrichtung wird eher durch die Zeilenrate und die Teilegeschwindigkeit als durch die Pixelanzahl bestimmt, weshalb die Bewegungsberechnung von entscheidender Bedeutung ist.