Kamera- und Bildsensormesssysteme

NEU IN 2018

Vollständige Kameracharakterisierung nun auch bis hinunter ins mittlere UV und hinauf ins SWIR (shortwave infrared)

AEON Camera Calibrator (ACC)

Akkurate Messungen gemäß EMVA 1288 einfach und erschwinglich

AEON bietet anpassbare Messsysteme in zwei Größen, eines für Standardsensorgrößen und das andere für Sensordiagonalen bis zu 80 mm. Beides sind modulare, schlüsselfertige Systeme mit nach Kundenwunsch konfigurierbaren LED-Lichtquellen und vollständiger, auf Microsoft Windows laufender Mess- und Auswerte-Software, welche auf AEONs mächtigem Bildverarbeitungspaket heurisko basiert.

Eine Entwicklerlizenz für heurisko gehört zum Lieferumfang. Alle Messungen werden nach einer interaktiven Konfiguration der Messungen und einiger Kameraparameter vollautomatisch durchgeführt.

Anschließend kann ein Datenblatt generiert werden. Stapelverarbeitung und Integration der Software in anderen Software-Umgebungen sind möglich.


Kameraschnittstellen


  • GigE Vision und USB3 Vision über eBUS SDK von Pleora
  • GigE Vision und USB3 Vision über mvIMPACT Aquire von Matrix Vision
  • GigE Vision und USB3 Vision über BGAPI2 von Baumer
  • Alle Kameras von Imaging Development Systems (IDS) über deren uEye
  • Alle Kameras von Basler über deren pylon
  • GigE Vision, Camera Link und CoXPress über Framegrabber von Silicon Software
  • Camera Link über Sapera LT von Teledyne Dalsa
  • CoaXPress über Coaxlink von Euresys
  • Kameras von PCO

Die Unterstützung anderer Schnittstellen und SDKs kann leicht über die generische Schnittstelle für Datenerfassung von heurisko in Form einer DLL ergänzt werden. Manche Unterstützung, insbesondere für Bildsensor-Evaluierungsboards, kann auch auf Skriptbasis mit wenigen Code-Zeilen realisiert werden. Sprechen Sie uns an.


Hauptmerkmale
Typ ACC2 ACC3
größte Sensor­diagonale 80 mm 35 mm
Standard­kamera­anschlüsse CS-, C-, Nikon F, M72 CS-, C-, Nikon F
Lichtquelle LEDs, gepulst oder stromgeregelt
4 Farben, zwei Leistungsstufen
Ø 84mm
austauschbar
LEDs, gepulst oder stromgeregelt
3 Farben, zwei Leistungsstufen
Ø 43 mm
nicht austauschbar
  Sonderausführung auf Anfrage Sonderausführung auf Anfrage
Wellenlängen
(Standard in fett)
UV: 278, 308, 340, 365, 375, 385, 405

VIS 435, 470, 500, 530, 617, 625, 660, 730 nm

IR 850, 940, 1050, 1200, 1300 nm


andere Wellenlängen auf Anfrage
wie bei ACC2
Kalibrierung interne Fotodiode zur Messung der Bestrahlungsstärke interne Fotodiode zur Messung der Bestrahlungsstärke
Unterstützte Kameras Flächen- und Zeilenkameras, monochrom und Farbe Flächen- und Zeilenkameras, monochrom und Farbe
Abmessungen (L x B x H) 900 x 130 x 140 mm 500 x 120 x 80 mm
Steuerschnittstelle USB 2.0 USB 2.0
Externe Spannungsversorgung 24 VDC 12 VDC
Messungen

Die ACC-Systeme führen alle von EMVA 1288 nach der aktuell gültigen Version erforderlichen Messungen durch.

Nicht gemessen werden die Temperaturabhängigkeit des Dunkelstroms und die spektrale Abhängigkeit der Quantenausbeute. Diese werden vom Standard als optional betrachtet, da sie eigene Messeinrichtungen erfordern und damit den Aufwand erheblich erhöhen würden.

A Linearität, Rauschen und Empfindlichkeit

Gemäß dem Standard werden diese Messungen normalerweise für monochrome Bildsensoren mit grünem Licht und für Farbbildsensoren mit blauem, grünem und rotem Licht bei mindestens 10 Bestrahlungsstärken und bei Dunkelheit vorgenommen.

Interessieren die Kameraeigenschaften bei anderen Wellenlängen, kann ein ACC auch mit diesen Farben ausgestattet werden.

B Räumliche Inhomogenitäten

Bei nur wenigen Bestrahlungsstärken werden jeweils für jedes Pixel der mittlere Grauwert und seine Varianz von mindestens 100 Bildern berechnet. Diese Daten enthalten nur noch geringes zeitliches Rauschen und ermöglichen, die räumlichen Inhomogenitäten des Dunkelbildes und der Empfindlichkeit des Bildsensors zu messen.

C Dunkelstrom

Der Dunkelstrom wird ohne Bestrahlung mit Hilfe der Aufnahme mehrerer Bilder bei mindestens sechs verschiedenen Belichtungszeiten bestimmt.

Abgeleitete Parameter und Datenblatt

Aus diesen Messungen werden folgende Parameter abgeleitet:

  • absoluter Verstärkungsfaktor
  • absolute Empfindlichkeitsschwelle und Sättigungskapazität
  • maximales Signal-Rausch-Verhältnis
  • Dunkelrauschen
  • Dynamik
  • Nichtlinearität
  • räumliche Inhomogenität des Dunkelbildes (dark signal nonuniformity, DSNU) und der Sensorempfindlichkeit (photoresponse nonuniformity, PRNU)
  • Quantenausbeute bei den im Gerät vorhandenen Wellenlängen

Alle Messergebnisse werden als Diagramme im PDF-Format, Tabellen im CSV-Format und als Bilder der DSNU und PRNU im PNG-Format gespeichert. Außerdem werden alle wichtigen Zwischenergebnisse für wiederholte Auswertungen gespeichert. Aus diesen Daten kann automatisch ein standard-konformes Datenblatt generiert werden.

Hardware

Der ACC ist ein modulares optisches System, das im Folgenden kurz beschrieben wird. Vergleiche dazu auch obige Tabelle.

Das modulare System besteht aus einem Zylinder mit austauschbaren optischen Elementen, unter anderem einer homogenen Lichtquelle an einem Ende und einem Standardobjektivanschluss wie Nikon F-Mount, C-Mount oder M72 am anderen Ende. (Aus Sicht der Kamera hat der ACC einen Anschluss wie ein Objektiv.) Die Länge des Zylinders wird gemäß EMVA 1288 durch die Vorschrift Abstand des Bildsensors von der Lichtquelle gleich 8 mal Durchmesser der Lichtquelle bestimmt. Das System ist lichtdicht und erfordert deshalb keine Maßnahmen zur Abdunkelung und keinen weiteren Staubschutz.

Alle Lichtquellen bestehen aus LEDs mit Stromregelung. Der Sollwert des Stroms wird mit einem 12-Bit-DAC vorgegeben. Die Bestrahlungsstärke des angeschlossenen Bildsensors kann entweder über den LED-Strom bei fester Belichtungszeit, über die Belichtungszeit bei festem LED-Strom oder durch Pulsen der Lichtquelle variiert werden. Die ersten beiden Methoden machen das Messen einfach, da man ohne Triggerung auskommt. Die Kamera muss dann nur zur Bildaufnahme mit dem Computer verbunden werden.

Der ACC wird über eine USB-Verbindung mit dem PC gesteuert.

Optionen

Lichtquellen

Die Lichtquelle des ACC kann an Kundenwünsche angepasst werden:

  • bis zu 6 (ACC3) oder 16 (ACC2) Farben zwischen 365 und 940 nm
  • monochrome Hochleistungslichtquelle
  • monochrome Lichtquelle mit hoher Dynamik bis 120 dB

Neutralfilter

Mit Hilfe einer Aufnahme zum optionalen und wechselweisen Einsetzen von Neutralfiltern kann die Dynamik der Bestrahlungsstärke bedeutend erhöht werden.

Kameraanschlüsse

Bitte spezifizieren Sie Ihre Anforderungen.

In Entwicklung

Ein System zur Messung der spektralen Abhängigkeit der Quantenausbeute mit einer Auflösung von 10 nm bei Wellenlängen von 350 bis 1000 nm ist in Entwicklung.