Bewegungsunschärfe, im Englischen auch Motion Blur genannt, entsteht, wenn sich das Prüfobjekt während der Belichtung bewegt. Dies führt zu unscharfen Bereichen im gesamten Bild, die die Bewegung des Objekts darstellen. Die Stärke der Bewegungsunschärfe hängt von der Geschwindigkeit des Objekts und der Belichtungszeit ab. Eine längere Belichtungszeit führt zu einer stärkeren Bewegungsunschärfe, die sich dann negativ auf die Inspektion des Bauteils auswirken kann.
Die Wahl der richtigen Belichtungszeit, des Kamera-Gains und der Objektivblende ermöglicht es dem Bildverarbeiter, ein Bild ohne Bewegungsunschärfe aufzunehmen.
Hier wird erklärt, wie erforderliche Belichtungszeit ermittelt werden kann, ohne dass Bewegungsunschärfe auftritt.
Belichtungsvorgang eines Sensors
Elektronischer Shutter
Die Belichtungszeit, auch Verschlusszeit genannt, ist die Zeitspanne, während der der Bildsensor einer Kamera dem Licht ausgesetzt ist. Sie wird bei Industriekameras in Millisekunden oder Mikrosekunden angegeben. Bei Industriekameras werden jedoch keine mechanischen Verschlüsse (wie früher bei Spiegelreflexkameras) verwendet, der Sensor wird also im Prinzip permanent durch das Objektiv belichtet.Moderne Kameras haben jedoch einen elektronischen Shutter, der die bereits auf dem Sensor akkumulierten Ladungen zurücksetzt und so ebenfalls eine kontrollierte Sensorbelichtung zulässt.
Belichtung und Objektbewegung
Mit Hilfe eines Objektivs werden die Objektinformationen auf die Sensorpixel pixelgenau abgebildet. Bewegt sich das Objekt während der Aufnahmezeit, so wird die Bildinformation je nach Bewegungsrichtung nicht nur auf ein einzelnes Pixel, sondern auch auf benachbarte Pixel belichtet. Das Bild wird dadurch in Bewegungsrichtung unscharf. Bewegte Objekte müssen daher mit sehr kurzer Belichtungszeit aufgenommen werden.
Typische Belichtungszeiten und zulässige Bewegungsunschärfe
Je nach Anwendung sind unterschiedliche Toleranzen möglich. Ein Smear-Effekt von 0,5 bis 2 Pixel ist in der Regel für das Auge nicht mehr sichtbar, beeinflusst aber dennoch die Genauigkeit der Messergebnisse negativ. Für viele Standardanwendungen ist dieser Wert jedoch ausreichend. Typische Werte für die Belichtungszeit liegen in der Praxis oft zwischen 0,1 und 20 ms.
Bewegungsunschärfe
Beispiel:
Das inspizierte Bauteil ist 120 mm groß
Die verwendete 5 Megapixel-Kamera hat in Transport-Richtung 2464 Pixel
Die Bandschwindigkeit während der Bildaufnahme beträgt 600 mm / Sekunde
Welche Belichtungszeit führt zu einem Pixel Bewegungsunschärfe?
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