DE10300975A1 - Kamera-Steuervorrichtung zur Steuerung der Bilderfassung eines relativ zu einer Kamera bewegten Objektes, Überwachungsvorrichtung mit einer derartigen Kamera-Steuervorrichtung sowie mit dieser durchführbares Kamera-Steuerverfahren - Google Patents

Kamera-Steuervorrichtung zur Steuerung der Bilderfassung eines relativ zu einer Kamera bewegten Objektes, Überwachungsvorrichtung mit einer derartigen Kamera-Steuervorrichtung sowie mit dieser durchführbares Kamera-Steuerverfahren Download PDF

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Abstract

Eine Kamera-Steuervorrichtung (9) dient der Steuerung der Bilderfassung eines relativ zu einer Kamera (2) bewegten Objekts (3). Ein Positionserfassungsmodul (10) kann hierbei mit einer Positioniereinrichtung (4) für die Relativ-Positionierung der Kamera (2) zum Objekt (3) verbunden werden. Ein Berechnungsmodul (12) errechnet aus den vom Positionserfassungsmodul (10) erfassten Positionsdaten Bewegungsdaten zur Bewegung der Kamera (2) relativ zum Objekt (3). Ein Korrekturmodul (13) stellt anhand der berechneten Bewegungsdaten und einer vorgegebenen Belichtungs-Verarbeitungszeitdauer zwischen einem Belichtungs-Auslösesignal und dem Beginn der ausgelösten Kamerabelichtung die Auslöseposition für das Belichtungs-Auslösesignal bereit. Letzteres kann der Kamera durch ein Belichtungs-Triggermodul (20) übermittelt werden. Eine derartige Kamera-Steuervorrichtung (9), eine Überwachungsvorrichtung (1) mit einer derartigen Kamera-Steuervorrichtung (9) sowie ein mit dieser durchführbares Kamera-Steuerverfahren ermöglichen eine gute Bilderfassung des Objekts (3) mit der Kamera (2) bei gleichzeitig hoher Kameraauflösung.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Kamera-Steuervorrichtung zur Steuerung der Bilderfassung eines relativ zu einer Kamera bewegten Objekts sowie eine Überwachungsvorrichtung mit einer derartigen Kamera-Steuervorrichtung. Ferner betrifft die Erfindung ein Kamera-Steuerverfahren zur Steuerung der Bilderfassung eines relativ zu einer Kamera bewegten Objektes.
  • Bilderfassungs-Vorrichtungen und -Verfahren zur Erfassung eines relativ zu einer Kamera bewegten Objekts sind vom Markt her bekannt. Sie werden dann gebraucht, wenn die genaue Lage eines Objekts zu einem bestimmten Zeitpunkt erfaßt werden soll. Die genaue Kenntnis der Position eines Objekts zu einem bestimmten Zeitpunkt ist z.B. bei Pick/Place-Systemen im Bereich der Chip-Herstellung erforderlich. Dabei kommt es darauf an, einem in einem vorbereitenden Schritt bereitgestellten Chip, der von einem Greifwerkzeug erfasst wird, hinsichtlich seiner Position relativ zum Greifwerkzeug genau zu charakterisieren, damit beim späteren Platzieren des Chips an eine vorbestimmte Soll-Position dieser genau und definiert positioniert werden kann. Neben den Anwendungen, bei denen das Objekt relativ zur Kamera bewegt wird, gibt es auch noch Anwendungen, bei denen die Kamera relativ zum Objekt bewegt wird. Ein Beispiel für eine derartige Anwendung ist die Kamera-Inspektion von Leiterbahnen auf einem ausgedehnten Leiterbahn-Träger.
  • Im Rahmen der hierbei erforderlichen Bilderfassung muss die Kamera und ggf. ein mit dieser verbundener Blitz genau an der richtigen Position bzw.
  • zum richtigen Zeitpunkt ausgelöst werden, damit das relativ zur Kamera bewegte Objekt genau dann abgebildet wird, wenn es sich im optischen Erfassungsbereich der Kamera befindet. Bislang bekannte Methoden, um dies sicherzustellen, umfassen das Handstoppen der Zeit, die in Bezug auf die bei der Bewegung sich ändernde Relativposition der Kamera zum Objekt zwischen dem Verlassen einer Start-Relativposition und dem Erreichen einer Soll-Relativposition, also der Position des Objekts im optischen Erfassungsbereich der Kamera, verstreicht. An Hand der gestoppten Zeit wurden die Auslösezeitpunkte für die Belichtung und den Blitz der Kamera fest eingestellt. Ein derartiges, in der Praxis auf Trial and Error basierendes Verfahren ist unbefriedigend, da erst nach einer zeitraubenden manuellen Vorbereitung ein korrektes Auslösen möglich ist. Zudem haben Standard-Kameras zwischen dem Zeitpunkt der Bereitstellung des Belichtungs-Auslösesignals und dem Zeitpunkt der eigentlichen Kamerabelichtung, also der Öffnung des Kameraverschlusses, einen Zeitverzug auf Grund der kamerainternen Signalverarbeitung. Diesen Zeitverzug von Hand vorzuhalten, erfordert Erfahrung und bringt zusätzlichen Aufwand mit sich.
  • Ferner sind Verfahren bekannt, bei denen aus einer von einer Positioniereinrichtung aus gelesenen Position ein Auslösesignal für die Kamera und einen Blitz erzeugt wird. Eine Korrektur von Verzugszeiten wird bei diesen ebenfalls bekannten Verfahren nicht durchgeführt, sodass das von der Kamera erfasste Bild geschwindigkeits- und beschleunigungsabhängige Positionsfehler enthält. Unter Umständen kann bei einem solchen Verfahren von der Kamera überhaupt kein Bild erfasst werden, da die Auslöseposition fest eingestellt ist und so bei unterschiedlichen Verfahrgeschwindigkeiten der Kameraverschluss noch nicht geöffnet oder schon wieder geschlossen ist.
  • Bei einer anderen bekannten Methode zur Bilderfassung eines relativ zu einer Kamera bewegten Objektes wird das Objekt mit einer Referenz- bzw. Justagemarke versehen, die mit der Kamera neben dem Objekt erfasst wird. Die bei der Bilderfassung erfasste Position der Referenzmarke gibt Aufschluss über Positionsfehler auf Grund der Relativbewegung des Objekts zur Kamera. Diese Fehlerbeiträge können dann eliminiert werden, sodass ein hiervon unabhängiger Positionsfehler des Objekts zur Kamera zum Erfassungszeitpunkt verbleibt. Zur Erfassung der Justagemarke muss Bildfeld der Kamera verplant werden, was die prinzipiell erreichbare Objektauflösung der Kamera unerwünscht einschränkt.
  • Bei ständig wechselnden Positionieraufgaben, die sich nicht dauernd wiederholen, sind die oben beschriebenen bekannten Verfahren grundsätzlich unbrauchbar oder erfordern einen nicht tolerierbaren Anpassungsaufwand.
  • Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kamera-Steuervorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der eine gute Bilderfassung des relativ zur Kamera bewegten Objektes mit möglichst geringer Einschränkung, was die Kameraauflösung angeht, gegeben ist.
  • Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Kamera-Steuervorrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1.
  • Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass es an Hand der Positionsdaten, die von der Positioniereinrichtung zur Verfügung gestellt werden können, möglich ist, die Auslöseposition für die Bereitstellung des Belichtungs-Auslösesignals im Rahmen eines automatisch ablaufenden Berechnungsvorgangs vorzugeben. Die hierfür erforderlichen Positionsdaten werden vom Positionserfassungsmodul von der Positioniereinrichtung übernommen. Andere Daten, wie die Belichtungs-Verarbeitungszeitdauer, sind bekannte Werte, die schon vor Ablauf des Bewegungsvorgangs angegeben werden können. Auch eine Soll-Relativposition, d. h. diejenige Position der Kamera relativ zum Objekt, bei der eine vorgegebene Erfassung des Objekts durch die Kamera gegeben ist, kann, da sie schon vorab ermittelbar ist, zu den bekannten Werten gehören. Auf Grund zum Beispiel der Belichtungs-Verarbeitungszeitdauer ist die Auslöseposition von der Soll-Relativposition verschieden. Mit Hilfe des Berechnungs- sowie des Korrekturmoduls erfolgt ausgehend von den aktuellen Positionsdaten mittels der bekannten Bewegungsgleichungen die Berechnung der gewünschten Auslöseposition. Hierbei berechnete Bewegungsdaten sind zum Beispiel die relative Geschwindigkeit oder die relative Beschleunigung des Objekts zur Kamera. Das Belichtungs-Triggermodul gibt an der berechneten Auslöseposition das Auslösesignal an die Kamera weiter, die dann automatisch an der richtigen Position das Objekt optimal erfasst. Da auf Justagemarken verzichtet werden kann, kann das Bildfeld der Kamera vollständig für das Objekt genutzt werden, was die erreichbare Kameraauflösung erhöht. Insgesamt wird dann eine bessere Lage-, Kanten- und Mustererkennung erzielt.
  • Bei einer Kamera-Steuervorrichtung nach Anspruch 2 ist nicht nur die Auslöseposition der Bereitstellung des Belichtungs-Auslösesignals sondern auch diejenige der Bereitstellung eines Blitz-Auslösesignals berechenbar. In den meisten Anwendungsfällen wird bei der Bilderfassung eines relativ zu einer Kamera bewegten Objektes auf Grund der in der Regel notwendigen kurzen Verschlussöffnungszeiten ein Blitz eingesetzt. Die Zeitdauer zwischen der Bereitstellung eines Blitz-Auslösesignals und dem tatsächlichen Blitz, insbesondere die Zeitdauer bis zum Erreichen des Helligkeits maximums des Blitzes, hat in der Regel einen anderen Wert als der entsprechende Verzug bei der Auslösung des Kameraverschlusses. Die entsprechenden Auslösesignale für Belichtung einerseits und Blitz andererseits müssen also unabhängig voneinander vorgegeben werden, was entsprechend dem oben zum Belichtungs-Auslösesignal Ausgeführten in gleicher Weise auch für das Blitz-Auslösesignal möglich ist.
  • Ein Positionserfassungsmodul nach Anspruch 3 lässt sich an Standard-Positioniereinrichtungen anschließen. Dies ermöglicht den Einsatz der erfindungsgemäßen Kamera-Steuervorrichtung bei bereits bestehendem Positioniersystemen. Die Soll-Relativposition kann bei einer derartigen Nachrüstung z.B. durch einmaliges Anfahren dieser Relativposition bestimmt werden.
  • Eine Teach-Schnittstelle nach Anspruch 4 erlaubt die automatische Bereitstellung der Soll-Relativposition der Kamera relativ zum Objekt. Teach-Schnittstellen, mit denen eine Erfassungsposition ermittelt werden kann, in der ein Objekt in vorgegebener Weise von einer Kamera erfasst wird, sind vom Prinzip her bekannt. Es können hierzu zum Beispiel bekannte Bildverarbeitungs-Algorithmen zum Einsatz kommen. Beim Einsatz einer derartigen Teach-Schnittstelle entfällt ein ansonsten notwendiger separater Bestimmungsschritt für die Soll-Relativposition. Die Kamera-Steuervorrichtung kann dann nach der automatischen Bestimmung der Soll-Relativposition aus den vom Positionserfassungsmodul erfassten Positionsdaten Bewegungsdaten in Bezug auf die Soll-Relativposition errechnen.
  • Eine Daten-Schnittstelle gemäß Anspruch 5 erhöht die Anwendungsflexibilität der Kamera-Steuervorrichtung. Die mittels dieser gewonnenen Positionsdaten können auch für andere Anwendungen in der Umgebung der Po sitioniereinrichtung und/oder der Kamera eingesetzt werden. Vorzugsweise können über die Daten-Schnittstelle systembedingte Zeitkonstanten, insbesondere die Blitz- und Belichtungsverzugszeiten, zur Weiterverarbeitung in der Kamera-Steuervorrichtung vorgegeben werden.
  • Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Überwachungsvorrichtung anzugeben, bei der eine gute Bilderfassung eines relativ zu einer Kamera bewegten Objekts mit möglichst guter Kameraauflösung gegeben ist.
  • Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 6.
  • Die Vorteile der erfindungsgemäßen Überwachungsvorrichtung entsprechen denjenigen, die oben im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Kamera-Steuervorrichtung angegeben wurden.
  • Bei einer Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 7 lässt sich auch bei einer mehrachsigen Positioniereinheit eine gezielte Vorgabe der Bereitstellungszeitpunkte für die Auslösesignale der Kamera realisieren. Insbesondere lassen sich aus den momentanen Verfahrpositionen und Verfahrgeschwindigkeiten längs der verschiedenen Achsen Gesamtgeschwindigkeiten bzw. -beschleunigungen berechnen, welche dann zur Berechnung der Auslösepositionen genutzt werden können. Werden einzelne Achsen der Positioniereinheit während der Relativbewegung des Objekts zur Kamera nicht verstellt, so können die zugehörigen festen Positionswerte an der Daten-Schnittstelle als Festwerte ausgegeben werden.
  • Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kamera-Steuerverfahren zur Steuerung der Bilderfassung eines relativ zu einer Kamera bewegten Ob jektes anzugeben, bei dem eine gute Bilderfassung bei möglichst hoher Kameraauflösung erreicht wird.
  • Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch ein Kamera-Steuerverfahren nach Anspruch 8.
  • Die Vorteile des Kamera-Steuerverfahrens nach den Ansprüchen 8 bis 11 entsprechen den Vorteilen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die Ansprüche 1, 2, 4 und 5 angegeben wurden.
  • Auch bei einer mehrachsigen Positioniereinrichtung nach Anspruch 10 ist es natürlich möglich, die Auslösezeitpunkte an Hand der Bewegungsdaten zu einer ausgewählten Bewegungsachse der Positioniereinrichtung zu berechnen. Erfolgt auch längs der mindestens einen anderen Bewegungsachse der Positioniereinrichtung eine Relativbewegung des Objekts zur Kamera, so können auch für diese anderen Bewegungsachsen Positionsdaten des Objekts relativ zur Kamera zum Zeitpunkt, an dem die Soll-Relativposition der ausgewählten Bewegungsachse erreicht wird, ausgegeben werden. Diese Sollwerte zur Soll-Relativposition längs der anderen Bewegungsachsen können zur Lagebestimmung des Objekts relativ zur Kamera mit den erfassten Ist-Werten verglichen werden. Auf diese Weise ist eine Positionsbestimmung des Objekts zur Kamera im Bezug auf mehrere Bewegungsachsen der Positioniereinrichtung möglich.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. In dieser zeigen:
  • 1 eine erste Ausführungsform einer Überwachungsvorrichtung mit einer Kamera-Steuervorrichtung und
  • 2 eine zweite Ausführungsform einer Überwachungsvorrichtung mit einer Kamera-Steuervorrichtung.
  • 1 zeigt eine erste Ausführungsform einer insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 bezeichneten Überwachungsvorrichtung zur Überwachung einer Relativposition zwischen einer Kamera 2 und einem durch eine Ellipse repräsentierten Objekt 3. Bei Letzterem kann es sich z.B. um eine Leiterbahn-Struktur auf einem entsprechenden Träger handeln. Die Kamera 2 ist mit Hilfe einer Positioniereinrichtung 4 relativ zum Objekt 3 um zwei zueinander senkrechte Achsen transversal verfahrbar. Hierzu weist die Positioniereinrichtung 4 zwei Positionierschienen 5, 6 auf, längs denen diese transversale Positionierung erfolgt. An einem Ende der Positionierschiene 6 ist ein Positioniermotor 7 dargestellt. Bei diesem handelt es sich um einen aus dem Stand der Technik bekannten DC-Positioniermotor. Über einen entsprechenden Positioniermotor ist die Positionierung längs der Positionierschiene 5 möglich. Die Bewegungsrichtung längs der Positionierschiene 6 wird nachfolgend auch als X-Richtung und diejenige längs der Positionierschiene 5 auch als Y-Richtung bezeichnet.
  • Über eine Signalleitung 8 steht ein Positionsgeber des Positioniermotors 7 mit einer Kamera-Steuervorrichtung 9 in Verbindung. Mit dieser wird die Bilderfassung des Objekts 3 durch die Kamera 2 gesteuert. Zur Erfassung der Positionsdaten über die Signalleitung 8 dient ein Positionserfassungsmodul 10 der Kamera-Steuervorrichtung 9. Über eine nicht dargestellte Signalleitung steht der Positionsgeber des Positioniermotors der Positionierschiene 5 mit dem Positionserfassungsmodul 10 in Verbindung. Das Positionserfassungsmodul 10 steht über eine Datenleitung 11 mit einem Berechnungsmodul 12 in Verbindung. Letzteres steht mit einem Korrek turmodul 13 und über eine Datenleitung 14 mit einer Teach-Schnittstelle 15 der Kamera-Steuervorrichtung 9 in Verbindung. Über eine Datenleitung 16 steht das Korrekturmodul 13 mit einer als RS232-Schnittstelle ausgeführten Daten-Schnittstelle 17 in Verbindung. Über Signalleitungen 18, 19 ist das Korrekturmodul 13 mit einem Belichtungs-Triggermodul 20 einerseits und mit einem Blitz-Triggermodul 21 andererseits verbunden. Das Belichtungs-Triggermodul 20 steht über eine Signalleitung 22 mit einer lokalen Kamera-Steuereinheit 23 der Kamera 2 in Verbindung. Über eine Signalleitung 24 ist das Blitz-Triggermodul 21 mit der Kamera-Steuereinheit 23 verbunden. Letztere steht mit einem einen Kameraverschluss enthaltenden Kamerakopf 25 einerseits und mit einer an der Kamera 2 angebrachten Blitzeinheit 26 andererseits in Verbindung.
  • Ein mit der Kamera-Steuervorrichtung 9 der Überwachungsvorrichtung 1 durchgeführtes Steuerverfahren zur Steuerung der Bilderfassung des relativ zur Kamera 2 bewegten Objekts 3 läuft folgendermaßen ab:
    Zunächst wird mit der Positioniereinrichtung 4 durch Verfahren der Kamera 2 längs der Positionierschienen 5, 6 eine Soll-Relativposition der Kamera 2 relativ zum Objekt 3 angefahren, bei der eine vorgegebene Erfassung des Objekts 3 durch die Kamera 2 gegeben ist. Zur Ermittlung der Soll-Relativposition ist die Kamera-Steuervorrichtung 9 über die Teach-Schnittstelle 15 mit einem externen Rechner verbunden, der seinerseits mit der Kamera 2 in Datenverbindung steht. Mit Hilfe eines Bilderfassungs-Algorithmus bestimmt der externe Rechner, wann die Soll-Relativposition erreicht ist. Das Erreichen der Soll-Relativposition wird dann der Teach-Schnittstelle 15 angegeben. Die Teach-Schnittstelle 15 legt die der Soll-Relativposition entsprechenden Positionsdaten, die sie vom Positionserfassungsmodul 10 erhält, ab. Es reicht aus, die Soll-Relativposition ein einzi ges Mal zu bestimmen. Anschließend wird mit der Positioniereinrichtung 4 eine Ausgangsposition der Kamera 2 angefahren, z.B. die in 1 dargestellte Position. Anschließend wird die Kamera 2 mittels der Positioniereinrichtung 4 längs eines vorgegebenen Weges in X- und Y-Richtung verfahren. Längs dieses Weges erreicht die Kamera 2 den Bereich der Soll-Relativposition zum Objekt 3, bei der die Bilderfassungsachse der Kamera 2 mit einer Soll-Achse 27, bei der eine optimale Erfassung des Objekts 3 durch die Kamera 2 möglich ist, soweit zusammenfällt, dass eine vorgegebene Erfassung des Objekts 3 mit der Kamera 2 möglich ist. Während der Bewegung der Kamera 2, die ausgehend von der Ausgangsposition erfolgt, werden Momentanpositionen der Kamera 2 ständig vom Positionsgeber des Positionsmotors 7 der Positionsschiene 6 sowie des weiteren Positionsmotors der Positionsschiene 5 erfasst und über die Signalleitung 8 an das Positionserfassungsmodul 10 übertragen. Dieses errechnet aus den übermittelten Positionsdaten und den Zeitpunkten ihrer Übertragung die Momentangeschwindigkeiten sowie die Momentanbeschleunigungen der Kamera 2 längs der X- und der Y-Richtung, sowie die Entfernung zur Soll-Relativposition.
  • Die ermittelten Daten, also Momentanpositionen, Momentangeschwindigkeiten sowie Momentanbeschleunigungen, werden vom Positionserfassungsmodul 10 über die Datenleitung 11 an das Berechnungsmodul 12 übermittelt. Hierbei werden die vier letzten in gleichen Zeitintervallen ermittelten Momentanpositionen zur Berechnung der weiteren Bewegungsdaten herangezogen.
  • Die Bewegungsdaten werden vom Berechnungsmodul 12 an das Korrekturmodul 13 übertragen. Im Korrekturmodul 13 sind als Systemparameter eine Belichtungs-Verarbeitungszeitdauer zwischen einem Belichtungs- Auslösesignal, welches der Kamera 2 über die Signalleitung 22 zur Verfügung gestellt wird, und dem Beginn der ausgelösten Kamerabelichtung durch Öffnen des Kameraverschlusses im Kamerakopf 25 sowie eine Blitz-Verarbeitungszeitdauer zwischen einem Blitz-Auslösesignal, welches der Kamera-Steuereinheit 23 über die Signalleitung 24 bereitgestellt ist, und dem von der Blitzeinheit 26 ausgelösten Blitz abgelegt. Mit Hilfe der vom Berechnungsmodul 12 berechneten Bewegungsdaten sowie mit den genannten Systemparametern ermittelt das Korrekturmodul 13 durch Extrapolation die Auslösepositionen für die Aktivierung des Belichtungs-Auslösesignals durch das Belichtungs-Triggermodul 20 einerseits und für die Aktivierung des Blitz-Auslösesignals durch das Blitz-Triggermodul 21 andererseits.
  • Diese Auslösepositionen werden dem Belichtungs-Triggermodul 20 einerseits und dem Blitz-Triggermodul 21 andererseits vom Korrekturmodul 13 über die Steuerleitungen 18, 19 übermittelt. An den extrapolierten Auslösepositionen senden das Belichtungs-Triggermodul 20 einerseits und das Blitz-Triggermodul 21 andererseits über die Signalleitungen 22, 24 das Belichtungs-Auslösesignal sowie das Blitz-Auslösesignal. Somit ist sichergestellt, dass dann, wenn die Kamera 2 die Soll-Relativposition erreicht, das Objekt 3 optimal erfasst wird.
  • In der Regel reicht es aus, die Bewegungsdaten an Hand der sich ändernden Positionsdaten längs einer der beiden Positionierschienen 5, 6 zu ermitteln. Wird zum Beispiel die X-Achse zur Ermittlung der Bewegungsdaten herangezogen, so reicht es aus, eine X-Koordinate der Auslöseposition anzugeben. Bei Erreichen dieser X-Koordinate erfolgt dann ein Auslösen von Belichtung und Blitz, sodass eine optimale Erfassung an der Soll-Relativposition gegeben ist. Längs der Bewegung derjenigen Achse, die zur Be rechnung der Bewegungsdaten nicht herangezogen wurde, im obigen Bespiel also längs der Y-Achse, kann ebenfalls eine Relativbewegung stattfinden. Bei Erreichen der Soll-Relativposition wird der beim Erreichen der Soll-Relativposition vorliegende Y-Wert als Korrekturwert erfasst.
  • Die von der Kamera-Steuervorrichtung 9 erfassten Daten zur Momentanposition der Kamera 2 und ggf. auch die Momentangeschwindigkeits- und Momentanbeschleunigungsdaten werden über die Datenleitung 16 der Daten-Schnittstelle 17 zur Verfügung gestellt und können über diese z.B. von einem externen Rechner abgerufen werden. Insbesondere dann, wenn während des Positionierens der Kamera 2 nur längs einer der beiden Richtungen X, Y verfahren wird, kann an der Daten-Schnittstelle 17 die jeweils feste X- oder Y-Position ausgegeben werden.
  • Bei der Signalleitung 8 kann es sich um eine bekannte Encoder-Übertragungsleitung handeln, über die in bekannter Weise zwei Inkrementalsignale übertragen werden, welche die Position sowie die Richtung der Positionsveränderung repräsentieren. Die Encoder-Eingänge der Signalleitung 8 stehen mit dem Positionserfassungsmodul 10 über einen Differenzverstärker und einen Filter in Verbindung. Weiterhin kann die Signalleitung 8 noch Digitaleingänge umfassen, die mit dem Positionserfassungsmodul 10 über Optokoppler oder galvanisch verbunden sind. Über die Digitaleingänge können dem Positionserfassungsmodul Steuerdaten übermittelt werden, die z.B. angeben, dass die Kamera 2 die Soll-Relativposition erreicht hat.
  • Bei den Ausgängen der Triggermodule 20, 21 handelt es sich um schnelle Optokopplerausgänge. Alternativ kann es sich auch um TTL-Ausgänge handeln. Die Signalleitungen 22 und 24 sind bei der Ausführungsform nach 1 als flexible Leitungen ausgeführt.
  • 2 zeigt eine alternative Ausgestaltung der Überwachungsvorrichtung. Komponenten die denjenigen entsprechen, die schon unter Bezugnahme auf 1 diskutiert wurden, tragen die gleichen Bezugszeichen und werden nicht nochmals im Einzelnen erläutert.
  • Im Unterschied zur Überwachungsvorrichtung 1 der 1 ist bei der alternativen Ausführungsform der 2 nicht die Kamera 2, sondern das Objekt 3 mittels der Positioniereinrichtung 4 längs der Achsen X, Y bewegbar. Beim Objekt 3 kann es sich z.B. um einen Chip handeln, der von einem Saugkopf 28 einer Greifeinheit 29 erfasst ist. Letztere ist in gleicher Weise an der Positionierschiene 6 angebracht, wie die Kamera 2 bei der Ausführungsform nach 1. Die Kamera 2 ist bei der alternativen Ausführungsform ortsfest.
  • Da es bei der vorstehenden Beschreibung des Steuerverfahrens zur Steuerung der Bilderfassung des Objekts 3 durch die Kamera 2 nur auf eine Relativbewegung der Kamera 2 zum Objekt 3 ankommt, gilt für das Steuerverfahren bei der alternativen Ausführungsform entsprechend, was oben im Zusammenhang mit der Ausführungsform nach 1 ausgeführt wurde.

Claims (11)

  1. Kamera-Steuervorrichtung (9) zur Steuerung der Bilderfassung eines relativ zu einer Kamera (2) bewegten Objekts (3) – mit einem Positionserfassungsmodul (10), welches mit einer Positioniereinrichtung (4) verbindbar ist, die zur Positionierung der Kamera (2) relativ zum Objekt (3) längs eines vorgegebenen Weges dient, – mit einem Berechnungsmodul (12), welches derart ausgeführt ist, dass es aus den vom Positionserfassungsmodul (10) erfassten Positionsdaten zu Momentanpositionen der Positioniereinrichtung (4) Bewegungsdaten zur Bewegung der Kamera (2) relativ zum Objekt (3) errechnet, – mit einem Korrekturmodul (13), welches derart ausgeführt ist, dass es an Hand der berechneten Bewegungsdaten und einer vorgegebenen Belichtungs-Verarbeitungszeitdauer zwischen einem Belichtungs-Auslösesignal und dem Beginn der ausgelösten Kamerabelichtung eine Auslöseposition errechnet, bei der das Belichtungs-Auslösesignal auszugeben ist, und – mit einem Belichtungs-Triggermodul (20) zur Ausgabe des Belichtungs-Auslösesignals, welches mit der Kamera (2) verbindbar ist.
  2. Kamera-Steuervorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch – ein Korrekturmodul (13), welches derart ausgebildet ist, dass es anhand der berechneten Bewegungsdaten und einer vorgegebenen Blitz-Verarbeitungsdauer zwischen dem Blitz-Auslösesignal und dem ausgelösten Blitz eine Auslöseposition errechnet, bei der das Blitz-Auslösesignal auszugeben ist, und – ein Blitz-Triggermodul (21) zur Ausgabe des Blitz-Auslösesignals, welches mit der Kamera (2) verbindbar ist.
  3. Kamera-Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Positionserfassungsmodul (10) derart ausgeführt ist, dass es mit einer Standard-Positioniereinrichtung (4), insbesondere mit den Encoder-Ausgängen eines Positioniermotors (7), zusammenarbeitet.
  4. Kamera-Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Teach-Schnittstelle (15), welche derart ausgeführt ist, dass sie eine Soll-Relativposition der Kamera (2) relativ zum Objekt (3) bereitstellt, bei der eine vorgegebene Erfassung des Objekts (3) durch die Kamera (2) gegeben ist.
  5. Kamera-Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine insbesondere als RS232-Schnittstelle ausgeführte Daten-Schnittstelle (17), welche mit einem externen Rechner verbindbar ist und derart ausgeführt ist, dass sie die vom Positionserfassungsmodul (10) erfassten Positionsdaten bereitstellt.
  6. Überwachungsvorrichtung (1) – mit einer Kamera (2), – mit einem relativ zur Kamera bewegten Objekt (3), – mit mindestens einer mit der Kamera (2) und/oder dem Objekt (3) verbundenen Positioniereinrichtung (4) zur Positionierung der Kamera (2) relativ zum Objekt (3) durch Bewegung der Kamera (2) relativ zum Objekt (3) längs eines vorgegebenen Weges, und – mit einer Kamera-Steuervorrichtung (9) nach einem der Ansprüche 1 bis 5.
  7. Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Positioniereinrichtung (4) mindestens eine längs einer Achse (X, Y) verfahrbare Positioniereinheit (5, 6) umfasst.
  8. Kamera-Steuerverfahren zur Steuerung der Bilderfassung eines relativ zu einer Kamera (2) bewegten Objektes (3) mit folgenden Schritten: a) Erfassen von Momentanpositionen der Kamera (2) relativ zum Objekt (3), b) Berechnen von Bewegungsdaten zur Bewegung der Kamera (2) relativ zum Objekt (3) aus den vom Positionserfassungsmodul (10) erfassten Positionsdaten zu Momentanpositionen der Positioniereinrichtung (4), c) Bereitstellen einer Auslöseposition für ein Belichtungs-Auslösesignal anhand der berechneten Bewegungsdaten und einer vorgegebenen ersten Belichtungs-Verarbeitungszeitdauer zwischen dem Belichtungs-Auslösesignal und dem Beginn der ausgelösten Kamerabelichtung, und d) Erzeugen des Belichtungs-Auslösesignals an der bereitgestellten Auslöseposition.
  9. Kamera-Steuerverfahren nach Anspruch 8, mit folgenden Schritten: a) Bereitstellen einer Auslöseposition für ein Blitz-Auslösesignal anhand der berechneten Bewegungsdaten und einer vorgegebenen zweiten Blitz-Verarbeitungszeitdauer zwischen dem Blitz-Auslösesignal und dem ausgelösten Blitz, und b) Erzeugen des Blitz-Auslösesignals an der bereitgestellten Auslöseposition.
  10. Kamera-Steuerverfahren nach Anspruch 8 oder 9, gekennzeichnet durch das a) Bereitstellen der Auslöseposition für das Belichtungs- und ggf. das Blitz-Auslösesignal an Hand der Bewegungsdaten zu einer Bewegungsachse einer mehrachsigen Positioniereinrichtung (4), b) Ausgeben von Positionsdaten des Objekts (3) relativ zur Kamera (2) längs der mindestens einen anderen Bewegungsachse der Positioniereinrichtung (4) zum Zeitpunkt, an dem eine Soll-Relativposition der Kamera (2) relativ zum Objekt (3) erreicht ist, bei der eine vorgegebene Erfassung des Objekts (3) durch die Kamera (2) gegeben ist.
  11. Kamera-Steuerverfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, gekennzeichnet durch das Bereitstellen der vom Positionserfassungsmodul (10) erfassten Positionsdaten.
DE10300975A 2003-01-14 2003-01-14 Kamera-Steuervorrichtung zur Steuerung der Bilderfassung eines relativ zu einer Kamera bewegten Objektes, Überwachungsvorrichtung mit einer derartigen Kamera-Steuervorrichtung sowie mit dieser durchführbares Kamera-Steuerverfahren Withdrawn DE10300975A1 (de)

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