Lieferantenverzeichnis: Monochrom Flächenkameras

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	CameraLink CMOS-Kamera, monochrom
	USB CCD-Kamera, monochrom
	USB CMOS-Kamera, monochrom
	FireWire CCD-Kameras, monochrom
	FireWire CMOS-Kameras, monochrom
	Gigabit Ethernet (GigE Vision) CCD-Kamera, monochrom
	Gigabit Ethernet (GigE Vision) CMOS-Kamera, monochrom

  

Lexikon: Monochrom Flächenkameras

Synonyme: Monochrom Matrixkamera, Matrixkameras, S/W-Kameras, S/W-Flächenkameras

Quelle: Baumer Optronic GmbH

Definition Monochrome Flächenkameras dienen zur Aufnahme von zweidimensionalen schwarz-weißen Abbildungen durch optoelektronische Bildsensoren mit sichtbarem Licht, im Ultraviolett- oder im nahen Infrarotbereich. Der Bildsensor ist als flächige Matrix mit einer Vielzahl von parallel angeordneten Zeilen aus lichtempfindlichen Fotodioden aufgebaut. Durch einen Verschluss werden bei der Aufnahme alle Bildpunkte, sogenannte Pixel (Picture Elements), synchron belichtet, was ein dem Bild entsprechendes Ladungsmuster auf der Diodenmatrix erzeugt. Bei CCD-Sensoren werden alle Ladungen einer Zeile seriell von einem zentralen Ausleseverstärker ausgelesen. Dagegen wird bei CMOS-Sensoren die Ladung jedes einzelnen Pixels getrennt erfasst und ausgelesen. Digitale Kameras sind mit einer integrierten Signalaufbereitung sowie einem digitalen Signalausgang ausgestattet. Gängige Schnittstellenformate sind z. B. Camera-Link, USB, FireWire (IEEE1394), Gigabit Ethernet oder verschiedene Video-Formate. Als Analogkameras werden dagegen Flächenkameras mit analogem Signalausgang bezeichnet. Ein funktionsfähiges Kamerasystem umfasst ein Gehäuse, CCD- oder CMOS-Bildsensor, die Signalaufbereitung und eine Schnittstelle. Das Gehäuse hat einen Anschluss für Objektive oder kann mit integrierter Optik und auch Beleuchtung ausgestattet sein. Funktionsprinzip Eine Bildaufnahme erfolgt entweder synchronisiert mit einer Blitzbeleuchtung oder auch mit einer Dauerbeleuchtung. Mit Hilfe von einem elektronischen Verschlusses, dem "Global Shutter", lassen sich bei der Aufnahme alle Pixel des Kamerachips gleichzeitig belichten. Um scharfe und verzerrungsfreie Aufnahmen auch von schnell bewegten Objekten zu ermöglichen, wird die Bewegung durch möglichst kurze Aufnahmezeiten "eingefroren". Prinzipiell kann die Aufnahme durch CCD- oder CMOS-Sensoren als Kamerachip erfolgen. CCD (Charged Coupled Device)-Sensoren sind aus einer Matrix aus einzelnen lichtempfindlichen Pixeln aufgebaut. Deren Ladungen werden Zeile für Zeile über sogenannte Schieberegister in einen Auswertverstärker verschoben und dort in Spannungssignale umgewandelt. Bei Progressive-Scan-Sensoren wird das Vollbild des gesamten Chips eine Zeile nach den anderen ausgelesen. Interlaced-Sensoren nehmen dagegen Bilder nach dem aus der Fernsehtechnik stammenden Zeilensprungverfahren auf, bei dem zum Auslesen im ersten Durchgang zunächst immer eine Zeile übersprungen wird und im zweiten Durchgang alle übersprungenen Zeilen eine nach der anderen ausgelesen werden. Anschließend können die zwei Halbbilder zum Vollbild zusammengesetzt werden. Nach der Aufbereitung der Bilddaten von einer Signalverarbeitung wird das Bild im gewünschten Schnittstellenformat an das Bildverarbeitungssystem übertragen. Zur Erhöhung der Aufnahmerate lassen sich durch das Binning-Verfahren mehrere Einzelpixel zu Pixelblöcken mit höherer Empfindlichkeit zusammenfassen. Beim analogen Binning erfolgt die Addition der Ladungen durch Ladungstransport mit anschließender Digitalisierung. Da weniger Pixel digitalisiert werden müssen, erhöht sich die Bildrate. Als zweite Möglichkeit können beim digitalen Binning die bereits digitalisierten Werte addiert werden. Bei CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor)-Sensoren sind dagegen jedem einzelnen Pixel zwei miteinander verschaltete komplementäre Feldeffekttransistoren zugeordnet, die entsprechend dem Lichteinfall unterschiedliche Ladungshöhen erzeugen. Bei CMOS-Sensoren kann jedes Pixel einzeln ausgelesen werden, was gegenüber CCD-Sensoren gleicher Größe ein flexibleres Auslesen ermöglicht. Funktionen wie die Belichtungskontrolle, die Kontrastkorrektur oder die Analog-Digital-Wandlung lassen sich direkt in den Chip integrieren. Einsatzbereich Die monochrome Flächenkamera ist der am häufigsten verwendete Kameratyp für industrielle und wissenschaftliche Anwendungen. Die Kameras dienen als Komponenten zum Aufbau von Bildverarbeitungssystemen z. B. für die Objekterkennung, Prüfungen auf Anwesenheit und Vollständigkeit, Montagekontrollen oder Barcode- und Klarschriftlesungen sowie für Messaufgaben. Sie sind universell für eine Vielzahl von Schwarz-Weiß-Anwendungen in der industriellen Fertigung einsetzbar wie Prüf- und Messaufgaben, zur 2D-Positionsbestimmung oder zur Prozessüberwachung. Anwenderbranchen sind der interne Betriebsmittelbau, Systemintegratoren von Bildverarbeitungssystemen oder der Sondermaschinenbau z. B. für die Automobilzuliefer- und Automobilindustrie, Elektronikhersteller, die pharmazeutische Industrie, Nahrungs- und Genussmittel-Industrie und viele andere Branchen. Anbieter in xpertgate: Framos GmbH