Belichtungszeit und Zeilenrate in Altron: Was hat Vorrang?

Das Bild des Förderbands ist dunkel. Sie erhöhen die Belichtungszeit , und das Bild wird heller. Doch jetzt wirken die Teile in Bewegungsrichtung kürzer, als sie wirklich sind. Was ist passiert? Die Antwort liegt im Zusammenhang zwischen Belichtung und Zeilenrate – und zum Teil in einem kleinen Kontrollkästchen im Kamerabereich.

Zwei miteinander verknüpfte Werte

Bei einer Zeilenkamera gibt die Zeilenrate an, wie viele Zeilen pro Sekunde erfasst werden. Jede Zeile muss außerdem innerhalb ihres eigenen Zeitfensters belichtet werden. Wenn Sie zum Beispiel 1000 Zeilen pro Sekunde wünschen, stehen jeder Zeile höchstens etwa 1000 Mikrosekunden zur Verfügung. Stellen Sie die Belichtung nun auf 1500 Mikrosekunden ein, passen die beiden nicht zusammen, und einer der Werte muss nachgeben.

Bei einer Flächenkamera gilt dieselbe Logik für die Bildrate. Dort beeinflussen auch Auflösung, AOI-Bereich und Schnittstellengeschwindigkeit die erreichbare Rate.

Wo befinden sich diese Einstellungen?

Wählen Sie den Kameraknoten aus und wechseln Sie im rechten Bereich zur Registerkarte für die Belichtung:

• Exposure › Time (µs): Legt die Belichtungszeit in Mikrosekunden fest. Mit den Schaltflächen ⁦±10⁩µ bis ⁦±10⁩m können Sie sie schnell erhöhen oder verringern. Je länger die Belichtung, desto heller und rauschärmer das Bild, aber desto stärker auch die Bewegungsunschärfe.
• Exposure › Max (µs): Legt die maximale Belichtung fest. Bei einer Zeilenkamera überschreitet die Belichtung diesen Wert nie. Senken Sie Max, wird auch die aktuelle Belichtung auf diesen Wert herabgesetzt.
• Desired Line Rate (fps): Die angeforderte Zeilenrate. Sie können sie von 0,1 bis 200000 einstellen. Bei einer Flächenkamera heißt diese Einstellung Desired Frame Rate und hat denselben Bereich.
• Exposure Priority Over Fps: Dieses Kontrollkästchen entscheidet, welcher Wert beibehalten wird, wenn Belichtung und Rate nicht zusammenpassen.

Vorrang für Belichtung oder für Rate?

Standardmäßig ist Exposure Priority Over Fps aktiviert. In diesem Modus bleibt die Belichtung unverändert, und stattdessen sinkt die Zeilenrate. Ist die Option deaktiviert, bleibt die Zeilenrate erhalten, und die Belichtung wird verkürzt.

Was sollten Sie wählen? Das hängt von Ihrer Anwendung ab:

• An einem Förderband mit Zeilenkameraist die Bildgeometrie wichtiger. Sinkt die Zeilenrate, wird das Objekt in Bewegungsrichtung gestaucht. Meist ist es besser, das Kontrollkästchen zu deaktivieren und den Lichtmangel durch bessere Beleuchtung auszugleichen.
• Bei Aufgaben, bei denen das Objekt stillsteht oder die Qualität jedes Bildes wichtiger ist als die Anzahl der Bilder, ist es sinnvoller, das Kontrollkästchen aktiviert zu lassen.

Ein Hinweis zur Registerkarte PTZ: Wählen Sie einen der Modi Speed, Position oder Scan, wird Exposure Priority Over Fps automatisch aktiviert.

Woran erkennen Sie, dass die Kamera die angeforderte Rate erreicht hat?

Der Wert Desired ist nur Ihre Anforderung. Prüfen Sie die tatsächliche Rate auf der Registerkarte Diagnostics in der linken Spalte. Das Feld Line Rate zeigt die aktuelle Rate. Liegt dieser Wert unter der angeforderten Rate, gibt es zwei mögliche Gründe: Entweder passt die Belichtung nicht, oder ein anderer Teil des Systems fällt zurück.

Die Reihenfolge, der wir bei der Einrichtung folgen

1. Öffnen Sie den Plot Line Scope und schalten Sie Auto Scale to Content aus, damit die Skalierung fest bleibt.
2. Stellen Sie die Belichtungszeit so ein, dass die Spitzen den oberen Rand des Plots nicht berühren, aber auch nicht unter die halbe Höhe fallen.
3. Passen Sie Desired Line Rate an die Bandgeschwindigkeit an. Ist das Bild in Bewegungsrichtung gestreckt, ist die Zeilenrate zu hoch und muss gesenkt werden. Ist das Bild gestaucht, erhöhen Sie die Rate.
4. Vergleichen Sie auf der Registerkarte Diagnostics den Wert Line Rate mit der angeforderten Rate.
5. Weichen die beiden Werte voneinander ab, entscheiden Sie, ob Belichtung oder Rate Vorrang hat. Stellen Sie dann das Kontrollkästchen Exposure Priority Over Fps entsprechend ein.

Auch Flächenkameras haben eine automatische Belichtung

Im Bereich der Flächenkamera sehen Sie die Gruppe Auto Exposure/Contrast. Aktivieren Sie Auto, ändert die Kamera die Belichtung selbst, bis die Helligkeit Desired Intensity erreicht. Diese Änderung erfolgt nur zwischen den Grenzen AE Min Exposure Time und AE Max Exposure Time. Die Option Auto DG schaltet die automatische digitale Verstärkung ein. Verwenden Sie sie, wenn die Belichtung ihr Maximum erreicht hat und das Bild immer noch dunkel ist. Denken Sie daran, dass die digitale Verstärkung auch das Rauschen verstärkt.

Zwei häufige Fehler

• Ein dunkles Bild mit Verstärkung statt mit Belichtung oder Licht ausgleichen. Die Verstärkung verstärkt jedoch das Rauschen zusammen mit dem Signal.
• Bei einer laufenden Linie den Belichtungsvorrang aktiviert lassen und sich dann wundern, warum die Abmessungen der Teile im Bild falsch herauskommen.

Eine allgemeinere Erklärung zur Belichtung in der Bildaufnahme finden Sie auf Wikipedia (Englisch).

Wenn Sie Hilfe benötigen, um an Ihrer eigenen Linie die richtige Rate und Belichtung zu erreichen, senden Sie uns die Details Ihrer Linie über die Kontaktformular.