Hochauflösende Bilder

HERAUSFORDERUNG: Aufgrund der stetig steigenden Farbdichte, die in Leiterplatten und Flachbildschirmen verwendet wird, ist die Wahl der richtigen Kamera wichtig, um präzise und kostengünstige Inspektionssysteme mit hohem Durchsatz entwickeln zu können.

Lösung:
Unsere hochauflösenden Kameras sind voll mit Funktionen, die sich ideal für die Inspektion großer und hochdetaillierter Teile eignen. Sie können:

• Mehrere Kameras durch eine einzige 9-, 12- oder 20-M-Kamera ersetzen.
• Durch fortschrittliches Auslösen bei hohen Bildraten den Durchsatz erhöhen.
• Hochdetaillierte Bilder mit hervorragendem Dynamikbereich und geringem Rauschen aufnehmen.

Optische Inspektion bei hoher Auflösung

Kostenersparnis durch geringere Komplexität und verbesserten Durchsatz

5-MP -Bildanzeige mit 100% Vergrößerung

20-MP- Bild bei 100% Vergrößerung.
Mehr Details können innerhalb der LED erkannt werden.

5 MP Bild bei 400% Vergrößerung.
Detail innerhalb der LED ist stärker verpixelt.

20-MP -Bild bei nur 200% Vergrößerung. Detail ist innerhalb der LED schärfer zu sehen.

Verringerte Kosten
Ein Inspektionssystem mit mehreren Kameras erfordert mehrere Objektive, Datenkabel, GPIO-Kabel und Controllerkarten. Eine einzige ultrahochauflösende Kamera benötigt nur jeweils eines davon, was sich zu einer immensen Kostenersparnis summiert. Weniger Teile zu verwenden erhöht zudem die Zuverlässigkeit des Systems und reduziert die Wartungskosten. Die kompakte Größe der ultrahochauflösenden 1"- und 1,1"-Sensoren macht es möglich, sie mit C-Mount-Objektiven zu verwenden. Qualitativ hochwertige C-Mount-Objektive unterstützen ultrahochauslösende Sensoren vollständig, ohne die hohen Kosten und die beachtliche Größe von F-Mount-Objektiven.

Links: Bereich der mit 4 x 5-MP-Kameras abgedeckt wird gegenüber dem einer einzigen 20-M- Kamera.

Rechts: Proportionale Darstellung der Flächendeckungsdifferenz bei 5 MP und 20 MP Auflösung. 

Die Verwendung mehrerer Kameras, um einen großen Bereich abzudecken, erfordert eine extrem präzise Ausrichtung. Vibration und Wärmeausdehnung werden zu "verzerrten" Bildern führen, wenn sich die Kameras nicht korrekt ausrichten. Farbunterschiede zwischen Kameras sorgen für zusätzliche Artefakte. Bildausrichtung und Farbkorrektur in der Software erhöhen sowohl die Komplexität des Entwicklungsprozesses der Bildverarbeitungsanwendung als auch die Systemressourcen, die nötig sind, um die Anwendung auszuführen. Die Ausrichtung von Mehrkamerasystemen mittels Software erfordert eine Überschneidung der Bilder und verringert den Bereich, der abgedeckt werden kann. Die Kalibrierung einer Kamera ist schnell und einfach möglich. Vier Kameras zu kalibrieren und sicherzustellen, dass die Kalibrierung beibehalten wird, ist weitaus zeitaufwendiger. Eine einzelne ultrahochauflösende Kameras macht es Ihnen möglich, diese Probleme zu umgehen.

Bildqualität der hochauflösenden Kamera
Für die optische Inspektion von hochdichten Leiterplatten und Flachbildschirmen reicht die Pixelanzahl allein nicht aus. Deshalb enthalten die ultrahochauflösenden Kameras von FLIR die neuesten Sony Pregius- und Starvis- Sensoren. Ihre außergewöhnliche Bildqualität macht es dem Benutzer möglich, über die einfache Bauteilpositionsprüfung hinaus die Überprüfung von Teilenummern, Teileausrichtung und Post-Reflow-Verbindungsqualität durchzuführen.

Dynamikbereich
Dynamikbereich bezeichnet die Differenz zwischen den höchsten und niedrigsten Lichtintensitäten, die ein Bildsensor aufnehmen kann. Sensoren mit einem hohen Dynamikbereich erfassen Details in dunklen und hell beleuchteten Bereichen.  Die matten und stark reflektierenden Teile einer bestückten Leiterplatte erzeugen bei Beleuchtung Schatten und helle Lichter. Eine Kamera mit einem hohem Dynamikbereich kann damit umgehen, ohne dass eine HDR-Verarbeitung mit Mehrfachbelichtung notwendig wird. Der Dynamikbereich wird in dB gemessen.

Zeitliches Dunkelrauschen
Zeitliches Dunkelrauschen, gemessen in e-, ist die Abweichung bei der Messung der Helligkeit eines Pixels, wie es vom Sensor gelesen wird. Zeitliches Dunkelrauschen kann dafür sorgen, dass Pixel hell erscheinen, obwohl sie nicht von Photonen getroffen wurden. In dunklen Bereichen wie Schatten oder der Oberfläche matter schwarzer ICs wird das zeitliche Dunkelrauschen zu einem körnigen Bild führen, was es schwierig macht, kleine Details wie Teilenummern zu erkennen. Die Reduzierung des zeitlichen Dunkelrauschens ermöglicht die Erkennung von Signalen geringer Intensität, die sonst unter dem Grundrauschen verborgen wären. Das zeitliche Dunkelrauschen bei Sony Pregius und Starvis CMOS Sensoren is zwei- bis viermal geringer als bei anderen CMOS-Sensoren und vier- bis neunmal besser als bei CCDs.

Quanteneffizienz
Quanteneffizienz (QE) bezeichnet eine Messung der Empfindlichkeit der Kamera gegenüber Licht bei bestimmten Wellenlängen. Umso höher die QE eines Sensors in % ist, umso effizienter kann er Licht in ein elektrisches Signal umwandeln. Die ausgezeichnete QE von Sonys neuesten 9-MP-, 12-MP- und 20-MP-Sensoren macht es ihnen möglich, qualitativ hochwertige Bilder bei kurzen Belichtungszeiten aufzunehmen, was Inspektionszeiten minimiert.

Eine ausführlichere Erklärung von QE finden Sie unter Problemlösung #1: Erfassung konstanter Farbe.

Inspektion mit hohem Durchsatz
Der einzigartige Funktionsumfang der ultrahochauflösenden FLIR-Kameras macht es dem Nutzer möglich, große, detailreiche Teile zügig zu prüfen. Hohe Bildraten und fortschrittliche Auslösemöglichkeiten erlauben dem Benutzer die Präzision, die er benötigt, um Flachbildschirme synchron mit ihren Aktualisierungszyklen darzustellen. Die erhöhte Bandbreite der 10 GigE-Schnittstelle unterstützt sogar noch höhere Bildraten. Der außergewöhnliche Dynamikbereich der neuesten CMOS-Sensoren beseitigt den Bedarf nach HDR-Bildgebung mit Mehrfachbelichtung, während eine hohe QE und geringes zeitliches Dunkelrauschen sicherstellen, dass auch bei kurzen Belichtungszeiten ein hervorragendes Detailreichtum erreicht wird.

Ein Hinweis zu Objektiven
Um das meiste aus einer ultrahochauflösenden Kamera herauszuholen, benötigen Sie hochauflösende Objektive. Hochwertige Objektive bieten ausgezeichnete Helligkeit, ausgezeichneten Kontrast und ausgezeichnete Schärfe im ganzen Bild und nicht nur in dessen Mitte. Während zwei Objektive mit derselben Brennweite möglicherweise ähnlich aussehen, kann ihre optische Leistung weit auseinander liegen. 

MTF-Diagramme 
Um Ihnen dabei zu helfen, das richtige Objektiv für Ihre Kamera und Ihren Einsatzbereich auszuwählen, zeigen Hersteller häufig MTF-Tabellen ("modulare Transferfunktion") in den Spezifikationen ihrer Objektive. MTF-Diagramme kombinieren Schärfe und Kontrast in der vertikalen Achse, während die horizontale Achse den Abstand vom Zentrum des Bildes darstellt. Objektive mit höherer Leistung besitzen eine höhere MTF-Zahl für einen größeren Abstand vom Zentrum des Objektivs.

Links: Vergleichsübersicht von Objektiven mit hoher und niedriger Leistung und einem hypothetisch perfekten Objektiv. 
Das Hochleistungsobjektiv behält ausgezeichneten Kontrast und hervorragende Schärfe im gesamten Bild bei. 

Rechts: Ausschnitte von Bildecken, die mit einem Hochleistungsobjektiv im Vergleich zu einem Standardobjektiv aufgenommen wurden. Der größere Kontrast und die Schärfe sind leicht erkennbar. Objektive mit geringerer Leistung (violett) verlieren an Schärfe, wenn Sie sich den Ecken und Kanten des Bildes nähern.