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Scharfe Bilder mit Hochgeschwindigkeit

01.04.1999 - (idw) Fraunhofer-Gesellschaft

Neben üblichen CCD-Kameras erobern Kameras mit CMOS-Sensoren den Markt. Die neuen Bildsensoren nehmen nicht nur auf, sondern verarbeiten jeden Bildpunkt einzeln. In Hochgeschwindigkeitskameras integriert, werden sie zu kostengünstigen elektronischen Augen.

Scharfe Bilder mit Hochgeschwindigkeit

Elektronische Kameras erobern den Markt. In Freizeit und Beruf werden Videokameras und Digitalfotografie herkömmlichen Systemen den Rang ablaufen. In der industriellen Qualitätssicherung sind die elektronischen Augen nicht mehr wegzudenken. Hochgeschwindigkeitskameras prüfen, identifizieren oder positionieren im Takt der Produktion, schneller und zuverlässiger als das menschliche Auge. Voraussetzung sind kleine, leistungsfähige, kostengünstige und auf bestimmte Aufgaben hin optimierte Bildsensoren. Das Fraunhofer-Institut für Mikroelektronische Schaltungen und Systeme IMS in Duisburg und Dresden
entwickelt derartige CMOS-Sensoren. Beispielsweise für eine Hochgeschwindigkeitskamera, die eine pixelsynchrone Belichtung erlaubt und bis zu 1 000 Bilder pro Sekunde ausgibt.

"Die meisten bisherigen digitalen Kameras arbeiten mit CCD-Chips - Charge-Coupled-Device", berichtet der IMS-Mitarbeiter Dr. Andreas Teuner. "Diese erfüllen die Anforderungen nach geringen Bildfehlern wie etwa Blooming oder Smearing selbst bei sehr hohem technologischen Aufwand nur bedingt. Größtes Hindernis für die breite Nutzung ist zudem der Preis." Anders die CMOS-Sensoren. Die Complementary Metall-Oxide Semiconductor Technologie basiert auf Silizium und wird weltweit zur Herstellung von Halbleiterbauelementen eingesetzt. Mit diesem Verfahren lassen sich hochkomplexe Schaltungen gemeinsam mit den leistungsfähigen Bildsensoren auf einem Chip vereinen. So können die Bildsignale nicht nur aufgenommen, sondern auch direkt auf dem Chip verarbeitet werden. Außerdem lassen sich beliebig komplexe Schaltungen auf denselben Chip integrieren. Das Besondere der CMOS-Sensoren: Sie verfügen über sehr flexible Ansteuermöglichkeiten.

Das Hochgeschwindigkeitskamerasystem aus dem IMS arbeitet mit geringem Energieverbrauch. Im Gegensatz zu herkömmlichen Systemen entstehen trotz der extrem schnellen Aufnahmen keine Unschärfen oder Verschmierungen. Diese werden durch den integrierten elektronischen Verschluß vermieden. "Wenn man einen mit Wasser gefüllten Luftballon platzen läßt, zeigt unsere Kamera die einzelnen zerstiebenden Wassertropfen, die man mit bloßem Auge nur als geschlossene Fontäne wahrnimmt", beschreibt Dr. Teuner das Können der Kamera. Die kostengünstige Lösung macht das maschinelle Sehen auch in kleinen und mittelständischen Unternehmen für Prüfaufgaben erschwinglich.

Ansprechpartner:
Dr. Andreas Teuner
Telefon 02 03/37 83-1 94
Telefax 02 03/37 83-2 78
email: teuner@ims.fhg.de

Fraunhofer-Institut für
Mikroelektronische Schaltungen und Systeme IMS
Finkenstraße 61
D-47057 Duisburg
Pressekontakt:
Dr. Andreas Höch
Telefon 02 03/37 83-1 63
Telefax 02 03/37 83-2 79
email: hoech@ims.fhg.de
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