Zeilenkameras haben sich als Standardwerkzeug für Anwendungen etabliert, bei denen sehr lange oder praktisch endlose, meist flache Objekte inspiziert werden. Beispiele dafür finden sich unter anderem bei der Überprüfung von Papierbahnen, Stahl-Coils, Stoffen oder Kunststofffolien. Auch für die Prüfung von zylindrischen Objekten können Zeilenkameras eine hervorragende Wahl darstellen. Dabei werden die Objekte meist vor der Kamera rotiert, um eine Abwicklung der zylindrischen Oberfläche zu erzeugen, die dann als 2D-Bild ausgewertet wird.

Der technologische Fortschritt bei Zeilenkameras war in den vergangenen Jahren atemberaubend, sagt Thomas Miller, einer der beiden Geschäftsführer der Rauscher GmbH Bildverarbeitung: „Die Hersteller arbeiten ständig an weiteren Verbesserungen ihrer Produkte wie immer höheren Bildaufnahmegeschwindigkeiten und Sensorauflösungen. Das gilt auch für Basler und Vieworks, deren Zeilenkameras wir vertreiben.“

Vielfältige Auswahlkriterien

Bei der Auswahl einer Zeilenkamera für eine spezifische Aufgabe müssen viele Aspekte beachtet werden. So gilt es unter anderem, Kameras mit geeigneten Schnittstellen zu finden, unterstreicht Miller: „Die Datenmengen, die bei solchen Systemen anfallen, sind enorm. So generiert eine typische TDI-Zeilenkamera mit 8k-Auflösung und einer Zeilenfrequenz von 120 kHz fast ein Gigabyte pro Sekunde an Bilddaten, die übertragen und später ausgewertet werden müssen. Bei anspruchsvolleren Systemen kann dieser Wert noch deutlich höher liegen. Eine sichere, verlustfreie Datenübertragung ist nur mit geeigneten Interfaces wie CameraLink, 5GigE und 10GigE oder CoaXPress möglich.“

Zudem gilt es, Beleuchtung und Optik optimal anzupassen, so Miller weiter: „Zeilenkameraanwendungen erfordern sehr helle Beleuchtungen und stellen höchste Anforderungen an die Optiken, die häufig einen beträchtlichen Anteil an den Gesamtkosten eines Zeilenkamerasystems ausmachen. Entspricht auch nur eine Komponente nicht den Anforderungen, wird das Gesamtsystem nicht die gewünschte Inspektionsleistung erbringen.“

Auf dem Weg zum optimal abgestimmten Zeilenkamerasystem empfiehlt Miller Entwicklern und Anwendern, sich auf das Know-how von Experten zu verlassen. „Rauscher hat in den vergangenen Jahrzehnten zahlreiche Kunden bei der Auswahl ihrer Zeilenkamerasysteme beraten. Durch die Zusammenarbeit mit international renommierten Lieferanten für Beleuchtungen, Optiken, Kameras, Bildauswertungs-Hard- und Software und allen weiteren erforderlichen Komponenten können wir zudem alle Produkte liefern, die für erfolgreiche Zeilenkamerasysteme erforderlich sind.“

Aktuelle Zeilenkameras

Aus den von Rauscher vertriebenen Zeilenkameras hebt Miller einige aktuelle Neuheiten besonders hervor: „Basler ist bereits seit vielen Jahren einer unserer wichtigsten Lieferanten. Im Bereich Zeilenkameras zählt die racer 2-Serie zu den aktuellsten Entwicklungen von Basler. Aufgrund hoher Zeilenraten von bis zu 200 kHz, Auflösungen von 2k bis 16k sowie der Verwendung von GPixel-Sensoren eignen sie sich perfekt für schnelle Inspektionen mit hohen Genauigkeitsanforderungen wie z.B. die Qualitätssicherung bei der Herstellung von Batterien.“ Erst vor kurzem hat Basler die racer 2-Serie um die neuen S-Modelle erweitert. Diese kleinen, schnellen 2k- und 4k-Zeilenkameras bestechen durch ihr kompaktes Format von nur 29 x 29 x 55 mm und ihren C-Mount-Objektivanschluss. Sie eignen sich für zahlreiche Einsatzfälle, unter anderem für kostensensitive Mainstream-Anwendungen.

„Unser koreanischer Partner Vieworks hat sein TDI- und Standard-Zeilenkameraprogramm vor kurzem um neue Modelle der VL- und der VT-Serie erweitert“, so Miller. Eine Besonderheit sind dabei nach seinen Worten die TDI-Kameras der VT-Serie, die auf Basis der von Vieworks selbst entwickelten und produzierten Hybrid-TDI-Sensoren mit BSI-Technologie arbeiten: Sie vereinen die Bildqualität von CCD-Sensoren mit der Geschwindigkeit von CMOS-Sensoren und bieten so das Optimum aus beiden Sensorwelten. Die bis zu 256 TDI Stages dieser Monochrom- und Farb-Sensoren ermöglichen eine extrem hohe Empfindlichkeit und sehr hohe Bildaufnahmegeschwindigkeiten von bis zu 550 kHz Zeilenrate, reduzieren den Beleuchtungsaufwand und sorgen für eine verbesserte Tiefenschärfe durch das Abblenden der Optik. Die VT-Serie von Vieworks deckt Auflösung bis zu 23.360 Bildpunkten ab.

„Zeilenkameras werden sich auch in Zukunft immer weiterentwickeln und dadurch neue Einsatzfelder erschließen“, ist sich Miller sicher. „Durch unsere gute Partnerschaft mit führenden Anbietern in diesem Segment wird Rauscher dabei stets auf dem neuesten Stand der Technik bleiben, um seine Kunden weiterhin optimal bei der Realisierung von Zeilenkamerasystemen zu unterstützen.“