POLKA – Polarisations-Kamera

Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS

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POLKA – Polarisations-Kamera

Eine innovative Kamera zur Detektion und Analyse von polarisiertem Licht

Unter dem Motto „Unsichtbares sichtbar machen“ registriert unsere handlich kleine Polarisationskamera POLKA die Qualität des Lichts, die dem menschlichen Auge vollständig verborgen bleibt – die Polarisation. Während Intensität und Wellenlänge als Helligkeit beziehungsweise Farbe wahrgenommen werden, gibt es für die Polarisation keinen entsprechenden Sinneseindruck beim Menschen. Anders sieht das in der Tierwelt aus. Zahlreiche Insekten und Unterwassertiere können diese Information auswerten und nutzen sie beispielsweise für die Orientierung in Zeit und Raum, zur Nahrungs- und Partnersuche.

Auch im industriellen Umfeld birgt die Polarisation des Lichts wertvolle, bislang kaum genutzte Information. So verursacht z.B. die optische Doppelbrechung bei Materialspannungen in Glas oder transparenten Kunststoffen eine Änderung der Polarisationseigenschaften. Ein entsprechender Nachweis bei der Überwachung des Herstellungsprozesses, der Optimierung der Formgebung und den Endkontrollen der Produkte kann hier den entscheidenden Vorteil bringen. Ein ideales Einsatzgebiet für unsere POLKA, die in ihrem industrietauglichen Gehäuse die nötige Robustheit für die rauen Bedingungen im Prüfprozess mitbringt.

Die herausragende Innovation : Der bei uns im Hause entwickelte nanostrukturierte CMOS-Sensor. Er versetzt POLKA in die Lage, die gesamte Polarisationsinformation mit einer einzigen Aufnahme pixelgenau zu bestimmen. Mit bis zu 250 Bildern pro Sekunde können so selbst schnelle Abläufe ohne Bewegungsunschärfe aufgenommen werden. Die zugehörige Software übersetzt die gewonnenen Informationen über Intensität, Winkel und Grad der Polarisation durch eine online-Farbcodierung in eine für das menschliche Auge geeignete Darstellung - so wird die Polarisationsinformation visuell verfügbar. Maschinelles Sehen gewinnt eine neue Dimension.

Technische Daten

Optisch:

  • Format: 1/5“
  • Auflösung: 560 x 256 Pixel
  • Pixelgröße: 6 µm
  • Quantisierung: 12 Bit
  • Polarisationskontrast: > 100:1
  • Winkelauflösung: < 0,2 Grad
  • Dynamikumfang: > 55 dB
  • Aufnahmegeschwindigkeit: bis zu 250 fps

Elektrisch:

  • Schnittstelle: GigE Vision
  • Steuersignale: Sync / Trigger
  • 12 Pin Hirose Steckverbinder
  • Versorgungsspannung: 5 V / 5 Watt

Mechanisch:

  • Objektivanschluss: C-Mount
  • Größe: 55 x 55 x 75 mm
  • Masse: 350 g
  • Befestigung: 2 x M4 und Passbohrungen
  • Industrietaugliches Gehäuse