Verständnisfragen: Teil 1

Q01Wie erzielen Sie die größtmögliche Tiefenschärfe?

  1. Die Blende am Objektiv so weit wie möglich schließen.
  2. Die Blende am Objektiv so weit wie möglich öffnen.

Richtige Antwort:A.Die Blende am Objektiv so weit wie möglich schließen.

Um eine möglichst große Tiefenschärfe zu erzielen, müssen möglichst viele der folgenden Bedingungen erfüllt sein:

  1. Ein Objektiv mit einer möglichst kurzen Brennweite auswählen.
  2. Ein möglichst großer Messabstand (MA) wählen.
  3. Eine möglichst kleine Blende vornehmen.

Wenn Sie eine größere Tiefenschärfe benötigen, prüfen Sie, ob die oben genannten Bedingungen zutreffen.

Q02Welches der beiden folgenden Objektive weist einen weiteren Bildwinkel auf: ein Objektiv mit einer Brennweite von 16 mm oder ein Objektiv mit einer Brennweite von 50 mm?

  1. 16 mm
  2. 50 mm

Richtige Antwort:A.16 mm

Wie die Abbildung links zeigt, weist ein Objektiv mit einer kürzeren Brennweite einen weiteren Bildwinkel auf, so dass es bei gleichem Messabstand (MA) einen größeren Bildbereich erfassen kann.

Q03Wie groß ist das Bildfeld (BF) in vertikaler (Y-) Richtung bei einem Makroobjektiv mit einer 3-fachen optischen Vergrößerung, das auf einer Kamera mit einer CCD-Größe von 3,6 mm in vertikaler (Y-) Richtung montiert ist?

  1. 1,2 mm
  2. 10,8 mm

Richtige Antwort:A.1,2 mm

Das Bildfeld bei Verwendung einer Makrolinse kann mit folgender Formel berechnet werden: CCD-Größe (Y) / optische Vergrößerung (3,6 mm / 3 = 1,2 mm ).

Q04Welches Objektiv ist besser geeignet, um Bilder von einem tiefen Messobjekt zu erfassen, dessen Vorder- und Hintergrund sich relativ nah an der Kamera befinden?

  1. Zoomobjektiv
  2. Telezentrisches Objektiv

Richtige Antwort:B.Telezentrisches Objektiv

Wie die Abbildung links zeigt, wird bei einem Normalobjektiv aufgrund seines relativ weiten Betrachtungswinkels ein Messobjekt umso kleiner abgebildet, je weiter es vom Objektiv entfernt ist. Ein telezentrisches Objektiv weist dagegen einen so engen Betrachtungswinkel auf, dass die Größe der Abbildung praktisch konstant bleibt, selbst wenn sich die Entfernung des Messobjekts vom Objektiv ändert.

Q05Welches Objektiv ermöglicht kürzere Belichtungszeiten: ein Objektiv mit einer Blendenzahl (“F-Zahl”) von 1,4 oder von 2,0?

  1. Blendenzahl 1,4
  2. Blendenzahl 2,0

Richtige Antwort:A.Blendenzahl 1,4

Die Blendenzahl (“F-Zahl”) gibt die Lichtstärke eines Objektivs an. Je kleiner die Blendenzahl ist, desto weiter kann die Blende geöffnet werden und desto mehr Licht kann in die Kamera gelangen, d. h. desto kürzere Belichtungszeiten und desto schnellere Bilderfassungen sind möglich.

Q06Welche Beleuchtungsfarbe eignet sich am besten, um mit einer Schwarzweiß-Kamera Gold und Silber zu erkennen?

  1. Rot
  2. Blau

Richtige Antwort:B.Blau

Der rechts abgebildete Farbkreis veranschaulicht in vereinfachter Weise, welche Beziehungen zwischen den Farben bestehen. Benachbarte Farben werden als “ähnliche Farben” bezeichnet, und gegenüberliegende Farben als “Komplementärfarben”. Wenn ein Messobjekt mit seiner Komplementärfarbe beleuchtet wird, wird es in einer Schwarzweiß-Kamera sehr dunkel oder sogar schwarz abgebildet. Gold ist ähnlich zu Orange, daher ist seine Komplementärfarbe Blau. Bei roter Beleuchtung reflektieren sowohl Gold als auch Silber, wohingegen bei blauer Beleuchtung nur Silber reflektiert.
Daher werden die beiden Farben in diesem Fall in der Kamera mit einem deutlichen Kontrastunterschied abgebildet.

Farbkreis

Q07Welche Beleuchtungsart eignet sich am besten, um Fehler wie Kratzer oder Löcher auf einer glatten Oberfläche hervorzuheben?

  1. Koaxiale Beleuchtung
  2. Beleuchtung mit flachem Einstrahlwinkel

Richtige Antwort:B.Beleuchtung mit flachem Einstrahlwinkel

Bei einer Beleuchtung mit flachem Einstrahlwinkel wird das Licht unter dem gleichen Winkel zurück zur Kamera reflektiert. Daher empfängt eine direkt über dem Messobjekt angebrachte Kamera von den Mängeln auf der Oberfläche eine diffuse Reflexion, so dass diese Mängel mit einem anderen Farbton abgebildet werden als der Rest der Oberfläche des Messobjekts.

Q08Verlängert sich die Lebensdauer einer LED-Beleuchtung, wenn die LEDs schnell blinkend (im Hochfrequenzmodus) betrieben werden?

  1. Ja
  2. Nein

Richtige Antwort:A.Ja

LED-Beleuchtungen weisen im Allgemeinen eine hohe Lebensdauer und eine gute Schaltbelastbarkeit auf.

Da der Hauptgrund für Verkürzungen der Lebensdauer von LEDs deren Überhitzung ist, empfiehlt es sich, die LED-Beleuchtungseinheit, zwischen den einzelnen Prüfungen auszuschalten – also im Hochfrequenzmodus zu betreiben –, damit sie nicht überhitzen können.

Q09Welches Filter eignet sich am besten, um Messobjekte durch eine glänzende Kunststofffolie hindurch zu prüfen?

  1. Dunkelfilter
  2. Polarisationsfilter

Richtige Antwort:B.Polarisationsfilter

Ein Dunkelfilter verringert einfach die Lichtmenge, die in die Kamera gelangt. Das hat keine positiven Auswirkungen auf Qualitätskontrollen durch eine Kunststofffolie hindurch.

Polarisationsfilter verringern dagegen das Blendlicht, indem sie das Licht, das von der Beleuchtungsquelle emittiert wird und das Licht, das ins Objektiv gelassen wird, aufeinander abstimmen.

Die Abbildungen rechts zeigen, dass dieses Vorgehen eine deutlichere Erfassung des Bildes eines Elektronikbauteils durch eine Kunststofffolie hindurch ermöglicht.

Q10Welche der folgenden Beleuchtungsarten eignet sich am besten, um die glänzende Oberfläche eines kugel-/zylinderförmigen Messobjekts gleichmäßig zu beleuchten?

  1. Direkte Beleuchtung
  2. Indirekte Beleuchtung

Richtige Antwort:B.Indirekte Beleuchtung

Bei direkter Beleuchtung des glänzenden kugel-/zylinderförmigen Messobjekts erfolgt eine ungleichmäßige Reflexion des Lichts, wie auf der linken Abbildung zu sehen. Bei indirekter Beleuchtung kann dagegen ein gleichmäßig ausgeleuchtetes Bild erfasst werden, wie auf der rechten Abbildung gezeigt.

Q11Welche Auflösung weist ein Bild auf, das mit einem Bildfeld (BF) von 48 mm auf einem CCD erfasst wird, das 640 Pixel breit und 480 Pixel lang ist?

  1. 0,1 mm
  2. 0,075 mm

Richtige Antwort:A.0,075 mm

Die Auflösung gibt an, wie viele Millimeter des Messobjekts auf ein Pixel abgebildet werden, wenn ein Bild mit einem bestimmten Bildfeld (BF) erfasst wird. Zur Berechnung dieses Wertes verwenden Sie die Formel: = BF (mm) / Pixelanzahl.

Die Auflösung beträgt 0,1 mm, da 48 mm / 480 Pixel

Q12Welche Auflösung weist ein Bild auf, das mit einem Bildfeld (BF) von 5 mm auf einem CCD erfasst wird, das 2000 Pixel lang ist?

  1. 2,5 μm
  2. 10 μm

Richtige Antwort:A.2,5 μm

Anhand der Formel aus Frage 11 können wir den Wert berechnen: 5 mm / 2000 Pixel = 0,0025 mm = 2,5 μm

Q13Welche maximale Bandgeschwindigkeit kann bei einem Bildfeld (BF) von 100 mm und einer Verarbeitungszeit von 10 ms erzielt werden?

  1. 100 m/min.
  2. 600 m/min.

Richtige Antwort:B.600 m/min.

Die schnellstmögliche Geschwindigkeit einer Fertigungslinie, an der erfolgreiche Qualitätskontrollen per Bildverarbeitungssystem durchgeführt werden sollen, hängt von dem zu messenden Bereich ab (in unserem Beispiel: 100 mm). Um ein Bildfeld (BF) von 100 mm bei einer Verarbeitungsgeschwindigkeit von 10 ms erfolgreich prüfen zu können, kann die höchstmögliche Geschwindigkeit der Fertigungslinie mit folgender Formel berechnet werden: 100 mm / 0,01 s x 60 s = 600.000 mm/min = 600 m/min

Q14Welche minimale Verschlusszeit muss bei einem Messobjekt, das sich mit 1000 mm/min bewegt, verwendet werden, damit das erfasste Bild eine Unschärfe von unter 0,1 mm aufweist?

  1. 1/1000 s
  2. 1/10000 s

Richtige Antwort:B.1/10000 s

Um die minimale Verschlusszeit (die zum Erfassen des Messobjekts erforderliche Zeit) ermitteln zu können, müssen Sie die das akzeptable Ausmaß an Unschärfe (0,1 mm in unserem Beispiel) und die Geschwindigkeit der Fertigungslinie (1000 mm/s in unserem Beispiel) kennen.
Minimale Verschlusszeit = 0,1 mm / 1000 mm/s = 1/10000 s.

Q15Wie lautet der generische Name für einen Algorithmus, der nach Objekten anhand von Profilangaben sucht?

  1. Geometriesuche
  2. Suche nach dem Prinzip der normalisierten Korrelation

Richtige Antwort:A.Geometriesuche

Man bezeichnet dies in der Regel als Geometrie- oder Profilformsuche. Bei der Geometriesuche wird anhand von Profilangaben nach den Objekten sucht. Selbst wenn ein Teil des Messobjekts fehlt, sind präzise Suchen anhand der verbleibenden Form möglich. Daher hat sich diese Methode der Suchverarbeitung in den letzten Jahren weitestgehend durchgesetzt. Suchen nach dem Prinzip der normalisierten Korrelation werden schon lange praktiziert. Auch wenn sie an ihre Grenzen stoßen, wenn ein Teil des Prüfobjekts fehlt, sind sie die am häufigsten verwendete Methode, weil sie unabhängig von der Helligkeit in der Umgebung präzise Suchen ermöglichen.

Q16Welches Vorverarbeitungsfilter eignet sich am besten, um feines schwarzes Bildrauschen bei Messobjekten mit weißem Hintergrund zu entfernen?

  1. Filter “Expand” (Vergrößern)
  2. Filter “Shrink” (Verkleinern)

Richtige Antwort:A.Filter “Expand” (Vergrößern)

Wenn Sie den Filter “Expand” (Vergrößern) verwenden, wird die Intensität des mittleren Pixels eines Bereichs von 3 x 3 Pixeln durch die maximale Intensität dieser 9 Pixel einschließlich des mittleren Pixels ersetzt. Folglich werden die Pixel mit geringerer Intensität (feines schwarzes Bildrauschen) durch den Wert der sie umgebenden Pixel mit höherer Intensität ersetzt. Der Filter “Shrink” (Verkleinern) ersetzt dagegen die Intensität des mittleren Pixels durch die minimale Intensität (dunkelster Wert).

Q17Welches Phänomen liegt vor, wenn die Ecken des Bildfelds verdunkelt erscheinen, weil das verwendete Objektiv für die CCD-Größe ungeeignet ist?

  1. Verschmieren
  2. Vignettierung

Richtige Antwort:B.Vignettierung

Vignettierung ist ein Phänomen, das auftritt, wenn das verwendete Objektiv zu klein für das CCD-Element der Kamera ist. Die neueren hochauflösenden Kameras haben in der Regel große CCD-Elemente.

Vergewissern Sie sich im Voraus, dass das Objektiv für die Größe des CCD-Elements geeignet ist.

Q18Welche Funktion erfüllt OCV im Hinblick auf die Bildverarbeitung?

  1. Prüft, ob gedruckte Zeichen dem ursprünglich beabsichtigten Inhalt entsprechen.
  2. Liest gedruckte Zeichen und gibt die Informationen zum Sortieren, zur Überprüfung oder zur automatischen Steuerung aus.

Richtige Antwort:A.Prüft, ob gedruckte Zeichen dem ursprünglich beabsichtigten Inhalt entsprechen.

Bei der OCV (Optical Character Verfication, z. Dt. optische Zeichenüberprüfung) werden die richtigen Schriftzeichen im Voraus gespeichert, um dann eine Überprüfung der Bilder durchzuführen, die vom Bildverarbeitungssystem erfasst werden. OCV wird häufig für Qualitätskontrollen von Mindesthaltbarkeits- oder Verfallsdaten verwendet. Bei der OCR (Optical Character Recognition, z. Dt. optische Zeichenerkennung) werden markierte Zeichen dagegen gelesen und anschließend an externe Geräte ausgegeben, zur Klassifizierung, Überprüfung oder für Steuerungsaufgaben.

Q19Wie groß ist der kleinste Fremdkörper, den eine 5-Millionen-Pixel-Kamera erkennen kann?

  1. 50 μm
  2. 0,2 mm
  3. Hängt vom Bildfeld (BF) ab

Richtige Antwort:C.Hängt vom Bildfeld (BF) ab

Für die Größe des kleinsten erkennbaren Objekts sind zwei Faktoren maßgeblich: der X-Y-Bereich, den die Kamera messen soll (also das Bildfeld, BF) sowie die Pixelanzahl der verwendeten Kamera. Zur Berechnung des Wertes verwenden Sie folgende Formel: Y-Richtung des Bildfeldes (BF, mm) / Pixelanzahl des CCD-Elementes in Y-Richtung.

Q20Welchem der folgenden Elemente kommt bei fast allen Anwendungen die größte Bedeutung für die Stabilisierung von Qualitätskontrollen zu, die per Bildverarbeitungssystem durchgeführt werden?

  1. Verarbeitungsgeschwindigkeit
  2. Beleuchtung
  3. Hohe Auflösung

Richtige Antwort:B.Beleuchtung

In manchen Fällen sind A und C genauso wichtig wie die Beleuchtung. Doch ohne die richtige Beleuchtung können keine stabilen Qualitätskontrollen per Bildverarbeitungssystem durchgeführt werden.

Die jüngsten Fortschritte bei Vorverarbeitungsfiltern können zur Stabilisierung der Prüfergebnisse beitragen, wenn die Beleuchtung nicht 100% wiederholbar ist – doch die Auswahl der richtigen Lichtquelle ist nach wie vor das A und O.

0800-5393623

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