Anzeige
Anzeige

Lichtfeldkameras

Trifft Licht auf einen Punkt an der Oberfläche eines Objektes, so wird es in verschiedene Raumrichtungen reflektiert und erzeugt damit ein Lichtfeld. Lichtfeldkameras (auch plenoptische Kameras) liefern neben 2D-Bildinformationen auch die Richtung der an der Abbildung beteiligten Lichtstrahlen.

Funktionsweise einer 3D-Lichtfeldkamera (Bild: Raytrix GmbH)

Funktionsweise einer 3D-Lichtfeldkamera (Bild: Raytrix GmbH)

An der optischen Abbildung eines Objektpunktes sind immer Lichtstrahlen aus verschiedenen Richtungen beteiligt. Damit man die Richtungsinformationen des Lichtfeldes nutzen kann, muss die Abbildung des Objektpunktes in vielen Ansichten vorliegen. Realisiert wird dies durch ein Array von Kameras (volle Ortsauflösung, aber hardwareaufwändig) oder ein Mikrolinsen-Array vor dem Bildsensor (weniger Kamerahardware, jedoch verringerte Ortsauflösung). Für Lichtfeldkameras werden aktuell Aufbauten mit Mikrolinsen-Arrays mit verschiedenen Brennweiten (Anordnung in festem Muster) genutzt. Damit ergeben sich, je nach Brennweite, verschiedene scharfe Bildebenen (ca. 100 Ebenen im Jahr 2015). So ist es auch nach der Bildaufnahme möglich, die Tiefe auszuwählen, in dem der Bildinhalt scharf dargestellt wird. Nutzt man zusätzlich das Prinzip der Bildfusion, so können selbst bei großen Abbildungsmaßstäben Bilder extremer Tiefenschärfe erzeugt werden, wie es selbst bei extremer Abblendung nicht möglich wäre. Allerdings müssen dabei die Rohbilddaten bei der Bildfusion aufwändig nachberechnet werden. Für das gesteigert tiefenscharfe Bild muss von Linse zu Linse eine Korrespondenzanalyse aus mehreren Bildern (wie beim fotometrischen Stereo) durchgeführt werden. Dabei wird der Nachteil möglicher Abschattungen (z.B. steile Kanten), wie bei Stereo-Berechnungen mit zwei Kameras, überwunden. Auf diese Weise ist es möglich, neben der 2D-Darstellung auch Tiefendaten aus den Lichtfelddaten zu gewinnen. Dabei ist die Tiefenauflösung (zusätzlich zu den bei fotometrischem Stereo auftretenden Faktoren) abhängig von der Anzahl der Mikrolinsen, sowie der Anzahl der verschiedenen Mikrolinsen-Brennweiten. Ebenso verschlechtert die Perspektive der eingesetzten entozentrischen Objektive die Tiefenauflösung. Durch Berechnung der Rohbilddaten ist es auch möglich, nachträglich den Betrachtungsstandort zu verändern, da das Licht, das von einem Objektpunkt ausgeht, unter verschiedenen Betrachtungswinkeln gesehen wird. Das Prinzip der Lichtfeldkameras kommt bei Zeilen- und Matrixbildsensoren zum Einsatz.

 

Anzeige

Empfehlungen der Redaktion

Das könnte Sie auch interessieren

Das X38-System gehört zur Röntgeninspektionstechnologie der nächsten Generation der Safeline X-ray Linie. Das Prüfsystem für pumpfähige Lebensmittel verwendet einen einzelnen vertikalen Röntgenstrahl und neue Software-Algorithmen, die speziell für pumpfähige Produkte wie Fleisch und Geflügel, Obst und Gemüse, Molkereiprodukte, etc. entwickelt wurden. Es bietet eine hohe Erkennungsleistung, insbesondere gegenüber Fremdkörpern wie Knochen, Steinen, Glasscherben und Metallspänen.

www.mt.com

Anzeige

Das schnelle und hochpräzise Zentrierprüfsystem AspheroCheck Up wurde zur vollständig automatisierten Qualitätskontrolle von Asphären entwickelt. Zur Gewährleistung der Messpräzision wurde ein vollständig automatisierter Messprozess ohne manuelle Einstellungen umgesetzt. ‣ weiterlesen

www.trioptics.com

Anzeige

Die beiden IR-Kameras optris PI 450 und PI 640 sind nun ebenfalls für einen Temperatur-Messbereich bis zu 1.500°C kalibrierbar. Die beiden hochauflösenden Kameras können damit in Anwendungen integriert werden, die weit über die bisher möglichen 900°C hinausgehen. Optris bietet mittlerweile fünf Kameras im Bereich LWIR (7,5 bis 13µm) mit Auflösungen ab 160×120 Pixel an. Die beiden hochauflösenden Modelle mit 382×288 und 640×480 Pixel können zusätzlich auf den Temperaturbereich 200 bis 1.500°C kalibriert werden. Die Systemgenauigkeit liegt in dem Temperaturbereich bei ±2%.

www.optris.de

Anzeige

Die Inline-Computertomographie (CT) ermöglicht die zerstörungsfreie Prüfung von Produkten direkt in der Produktionslinie. Gleichzeitig fungiert sie als Bindeglied zwischen realer Fertigung und digitalem Produktlebenszyklus-Management. Namhafte Automobilhersteller und -zulieferer nutzen hierfür bereits die Software VGinline, welche die vollautomatisierte CT-Prüfung von Bauteile ermöglicht.‣ weiterlesen

www.volumegraphics.de

Anzeige

Das Mini-Spektrometer für Farbmessungen C13555MA enthält optische Elemente, eine Treiberschaltung und einen hochempfindlichen 512 Pixel CMOS-Sensor. Der Sensor verbraucht wenig Energie und ist zugleich empfindlich wie ein CCD. ‣ weiterlesen

www.hamamatsu.de

Anzeige

In Echtzeit gewonnene Prüfergebnisse sind unerlässlich für sich selbst optimierende Produktionsprozesse. Bislang sind allerdings die Möglichkeiten aktueller Bildverarbeitungssysteme stark eingegrenzt, da sie kaum in die Maschinensteuerung integriert sind. Das ändert sich mit der vollständig integrierten Vision-Technologie von B&R.‣ weiterlesen

www.br-automation.com

Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige