Lichtpunkte digital fotografieren bzw. erfassen

[Riiiis]

Erst einmal einen schönen guten Tag,

ich habe folgende Fragen bin mir aber nicht sicher ob ich im richtigen Forum dafür bin. Falls es nicht passen sollte - einfach löschen. Ich muss auf einer matten Scheibe Lichtpunkte fotografieren um dieses Foto anschließen auszuwerten. Die Maße werde aus folgender Grafik ersichtlich:



Man müsste Unterschiede im 0.01 mm Bereich auflösen können. Was für Objektive wären dafür von Nöten und ist das mit einer einfachen Webcam realisierbar eventuell mit vorgeschalteten Objektiven ? Ich bin im Bereich der digitalen Fototechnik ein absoluter Neuanfänger und wäre auch für allgemeine Links bzw. Literatur zu dem Thema sehr dankbar. Falles dieses Thema nicht angebracht ist für dieses Forum, könntet Ihr mir vielleicht Tipps für die richtige Anlaufstelle geben ?

Beste Grüße

Maurice

[fibbo]

...könntet Ihr mir vielleicht Tipps für die richtige Anlaufstelle geben ?

hier:

http://www.digitalfotonetz.de/
http://www.phototalk24.de/forum/index.php
http://www.webdigital.de/index.php
http://www.dslr-forum.de/
http://www.dforum.de/

[Riiiis]

Vielen Danke für die Links, werde mich gleich weiter einlesen !

[KaoTai]

Dein Bildbereich ist etwa 15x15mm groß.

Das ist für fotografische Verhältnisse ziemlich klein, da bist Du tief im Makrobereich und brauchst ein ordentliches Makroobjektiv, zumal Du ja ein recht scharfes Bild brauchst.

Du willst Veränderungen von 0.01mm erfassen können.

15mm/0.01mm = 1500, d.h. Veränderung von 1/1500 des Bildbreite.

Diese Veränderungen müssen wenigstens ein Pixel betragen, d.h. Du brauchst einen Sensor mit min. 1500x1500 Pixel.
(Du kannst natürlich auch den Schwerpunkt der Lichtflecken mit Kommastellen berechnen, aber trotzdem brauchst Du die Genauigkeit, z.B. um die Mittelwert-Schwankungen aus dem Rauschen der Kameras abzufangen)

1500x1500 Pixel ist viel mehr als eine einfache Webcam hat,
und die haben i.d.R. lausige Objektive.

Wie sieht es denn mit der Helligkeit aus ?
Wie lange kannst Du belichten ?
Wieviele Bilder brauchst Du pro Sekunde ?

Falls Du Video brauchst würde ich hier zu einer Megapixel-Kamera mit GigE-Schnittstelle greifen.
Evtl. eine von Prosilica oder Baumer o.ä.

[Riiiis]

Ich habe jetzt schon mal selber ein Paar Berechnungen angestellt und würde gerne wissen ob diese so richtig sind:

Gegenstand
Gegenstandsbreite: 16mm
Gegenstandshöhe: 12mm
Arbeitsabstand: 100mm

CCD-Sensor
Format: ¼“
Breite: 3,2mm
Höhe: 2,4mm

Errechnete Brennweite
mit Brennweite=(Arbeitsabstand*CCD-Höhe bzw. Breite)/(Gegenstandshöhe bzw. Breite+CCD-Höhe bzw. Breite)
Brennweite der Höhe: 16,67 mm
Brennweite der Breite:16,67 mm

Der Bereich würde mit dieser Brennweite also genau auf den CCD-Sensor abgebildet. Nach einer weiteren Pi*Daumen Rechnung hätte ich also mit einer Webcam mit 1280 x 1024 Bildpunkten in der Höhe eine Genauigkeit von 12mm/1024Pixel = 0,011mm/Pixel was ausreichen würde. Jetzt wäre meine Frage ob die Rechnung so stimmt und welche Brennweiten so eine Webcam hat (jetzt mal unabhängig davon,dass sie nicht die besten haben, wen wunderts ), habe keine Infos darüber gefunden.

Wie sieht es denn mit der Helligkeit aus ?

Über die Helligkeit kann ich Dir noch nichts genaues sagen, bin grade in der Planungsphase und habe mir darüber noch keine Gedanken gemacht.

Wie lange kannst Du belichten ?

Die Belichtungszeit ist aber relativ egal, da es nicht auf Schnelligkeit ankommt.

Wie viele Bilder brauchst Du pro Sekunde ?

Das ist auch nicht wichtig bzw. gibt es da keine besonderen Anforderung, es sollte kein Video sein.

[KaoTai]

Ja, eine Brennweite knapp unter 20mm kommt hin.
(Das ist für so einen kleinen Chip schon recht lang, denn das entspricht im Kleinbildformat f>200mm)

Jedoch haben alle Objektive, insb. Teleobjektive, auch eine Naheinstellgrenze.

D.h. es kann durchaus sein, daß dein Objektiv zwar die passende Brennweite hat, sich aber nicht auf ein so nahes Motiv fokussieren läßt.
Oder bei so großen Abbildungsmaßstäben kein ordentliches Bild mehr liefert.

Wie gesagt, 1280x1024 ist sehr knapp für das was Du vorhast.

Da es dir nicht auf die Bildrate ankommt, würde ich eine digitale Fotokamera mit Makroobjektiv nehmen. Das muß gar keine DSLR sein.
Die haben reichlich Pixel (min. 6 Millionen).
Schlimmstenfalls machst Du den Datentransfer per Speicherkarte.

Webcams haben i.d.R. Objektive mit M12-Schraubanschluß, da gibt es eigentlich nichts ordentliches.
Videokameras haben häufig C-Mount oder CS-Mount, da müßte sich für dich auch ein passendes 17mm Makro finden.
Oder eben eine Bridgekamera mit Zoomobjektiv und Makrofunktion.

[Riiiis]

Gut, dann liege ich ja nicht sooo falsch. Über die Naheinstellgrenze werde ich mich dann nochmal genauer informieren. Ich denke auch, dass die 1280x1024 zu knapp sein könnten, aber eventuell mache ich erst einmal einen Testaufbau mit diesen vergleichsweisen "billigen" Equipment und ersetze es dann gegebenenfalls durch hochwertigeres. Der Datentransfer via Speicherkarte fällt leider flach, ich brauche schon einen Ausgang welcher direkt mit dem PC kommunizieren kann z.B. USB oder Firewire.

Mit den von Dir vorgeschlagenen Kameras und werde ich mich mal weiter beschäftigen und melde mich, falls ich was gefunden und/oder noch Fragen dazu habe.

Ich habe auch mal in anderen Foren nachgefragt und dort wurde gesagt, dass man bei einer derartigen Genauigkeit, wohl nicht um ein 12MP Kamera herum kommt, sind die Anforderungen wirklich so hoch?

Beste Grüße

Maurice

[Bommelnator]

Was wird das , wenn es fertig ist?

[Riiiis]

Es ist eine Anwendung für die Industrie, um Lichtpunkte zu erfassen bzw. Leuchtpunkte zu erfassen, welche dann später per PC ausgewertet werden. Habe die Möglichkeit folgendes digitales Mikroskop kurzfristig zu Testzwecken auszuleihen, meint Ihr das macht Sinn (DS-3UX)?



Beste Grüße

Maurice

[KaoTai]

Die Pixelzahl des Mikroskops ist wie gesagt grenzwertig.

Da mußt Du dann die eingelesenen Bilder schon sauber verarbeiten.

Wie soll denn das eigentlich geschehen ?

Mit einer Standard-Bildverarbeitung oder programmierst Du dir das selbst ?

[Riiiis]

In der Tat ist die Pixelzahl grenzwertig, wenn es damit nicht klappen sollte kann ich wenigstens schon mal die meisten für die industrielle Messtechnik vorgesehen Kameras ausschließen, da diese auch in diesem Auflösungsbereich angesiedelt sind.
Ein neuer Ansatz wäre vielleicht ein Art Scanner, da Zeit keine Rolle spielt, dieser verzeichnungsfrei arbeitet und zusätzlich noch eine recht hohe Auflösung zur Verfügung stellt. Was haltet Ihr von diesem Ansatz ?

Über die Bildverarbeitung habe ich mir noch keine wirklich Gedanken gemacht, da ich mich darum höchst wahrscheinlich nicht kümmern muß. Inwiefern ist es davon abhängig ?

Beste Grüße

[Hmpf]

Also ein Scanner ist sicherlich denkbar...

aber ich halte es für sehr unwahrscheinlich, daß es sowas schon fertig zu kaufen gibt. Alle normalen Scanner haben eine verkleinernde Optik, denn die gängigen CCD-Zeilen sind nur wenige cm lang. Bei deiner Anwendung würdest du also auf jeden Fall eine vergrößernde Optik benötigen, um auch die volle Auflösung eines solchen Sensors nutzen zu können.

Bei der Mechanik sieht es ähnlich aus, denn du musst nur eine sehr kurze Strecke verfahren können, das aber hoch genau.


kurz gesagt: Du kannst einen Scanner benutzen, wirst ihn aber selbst bauen müssen, damit er den Anforderungen gerecht wird.