Bild 1: GL Optilight LED 127 zur Kalibrierung von Bildsensoren und Kameras.

Bild 1: GL Optilight LED 127 zur Kalibrierung von Bildsensoren und Kameras. GL Optik

Bild 2: Kalibrierung einer Kamera mithilfe der Software „adJUST – LEDcontrol“.

Bild 2: Kalibrierung einer Kamera mithilfe der Software „adJUST – LEDcontrol“. GL Optik

Bild 3: Zeitgleicher Einsatz von zwei GL-Optilight-Geräten zur Kalibrierung von Smartphone-Kameras.

Bild 3: Zeitgleicher Einsatz von zwei GL-Optilight-Geräten zur Kalibrierung von Smartphone-Kameras. GL Optik

Gerade in der Optoelektronik-Branche entstehen ständig neue Produkte und Innovationen. Oftmals sind in diesen Produkten Kameras mit hohen Qualitätsstandards verbaut. In der Unterhaltungselektronik befindet sich in nahezu jedem Smartphone, Tablet-PC oder Notebook eine Kamera. Aber auch im Industriebereich oder bei zukunftsweisenden Technologien wie dem autonomen Fahren nimmt der Einsatz von Kameras zu.

Damit die Kamera-Hersteller ihren Kunden eine gleichbleibende Qualität der Kameras beziehungsweise der Bildsensoren gewährleisten können, sind vielfältige Tests notwendig. Dazu gehören beispielsweise Überprüfung und Einstellung der Kamerabelichtung, der Gammakorrektur und des Weißpunkts. Um solche Tests durchführen zu können, sind verschiedene standardisierte Lichtarten erforderlich.

Individuell anpassbar

Mit dem „GL Optilight LED 127“ (Bild 1) bietet der Lichtmesstechnik-Spezialist GL Optic eine Lösung zur Kalibrierung von Bildsensoren und Kameras, um gleichbleibende Qualitätsstandards gewährleisten zu können. Die Lösung basiert im Grundprinzip auf einer Ulbrichtkugel und stellt eine LED-Lichtquelle dar, die dauerhaft homogene und stabile Lichtbedingungen schafft, unter anderem durch die sechs integrierten LED-Farbkanäle. Ein weiterer Pluspunkt sind die kompakten Maße von 215 mm × 215 mm × 130 mm. Die Gesamtlebensdauer beträgt bis zu 10.000 Stunden. Je nach Anforderung ist das Gerät zudem individuell anpassbar, um neben standardisierten auch spezifischere Test durchführen zu können.

Farbspektrum kontrollieren

Die LED-Technologie von GL Optic ermöglicht es, das Farbspektum von LEDs zu kontrollieren. Somit kann in mehrstufigen und komplexen Kalibrierungsverfahren jede Lichtquelle mit einem CIE-konformen Color-Rendering-Index (CRI) und einem geringen Metamerie-Index reproduziert werden. Die mehrstufige Kalibrierung teilt sich in die werkseitige Grundkalibrierung und die permanente LUT-Kalibrierung, welche während des Betriebs entsteht und dabei ohne ein externes metrologisches Gerät auskommt. Neben den Standard-Lichtarten D50 und D65 lassen sich zusätzlich weitere Lichtarten wie beispielsweise A, D75 oder auch TL84 erzeugen.

GL Optilight ist in der Lage, die Betriebsbedingungen selbst effektiv zu optimieren und passt dabei das Lichtergebnis mit einer sehr hohen Frequenz von über 100 Hz kontinuierlich an. Für das menschliche Auge ist dieser Prozess nicht sichtbar.

Das Gerät verfügt über eine USB-Schnittstelle und kann mit der separat erhältlichen Software „adJUST – LEDcontrol“ mit einem PC verbunden werden (Bild 2). Mithilfe dieser Software lassen sich auch noch spezifischere Lichtarten einstellen. Dies erfolgt durch die Anpassung verschiedener Parameter oder das Bewegen des Cursors innerhalb des Spektralbereichs, welcher zwischen 385 und 750 nm liegt. Es ist jedoch auch als Stand-alone-Gerät einsetzbar, die Software erhöht lediglich den Funktionsumfang.

Im Lieferumfang ist außerdem ein Software Development Kit (SDK) enthalten, welches die Integration des GL Optilight in externe Test- und Kalibriersysteme ermöglicht. So kann es beispielsweise am Ende einer Fertigungsstraße für Smartphones verbaut werden, um die Qualität der Kamera zu überprüfen, beziehungsweise die Kamera zu kalibrieren. Meist besitzen Smartphones auch Kameras auf der Vorderseite, die ebenfalls geprüft und kalibriert werden müssen. Da GL Optilight mehrfach in ein externes System implementiert werden kann, ist beispielsweise die zeitgleiche Kalibrierung von Smartphone-Kameras auf der Vorder- und Rückseite möglich (Bild 3).

Bereiche derartiger Kalibrierungen

Mit seinen spezifischen Funktionen richtet sich das GL Optilight hauptsächlich an Hersteller von Produkten, die Kameras aller Art enthalten. Außerdem ist es für Anbieter von digitalen Services geeignet, die Kameras in ihren Systemen verwenden. Zusätzlich kann das Produkt auch in der Wissenschaft eingesetzt werden, um Technologien zu testen und zu verbessern.

Unter Anderem lässt sich die Farbwiedergabe kalibrieren. Um die Farbmatrix eines Sensors so zu konfigurieren, dass sie den Anforderungen an die Farbgenauigkeit entspricht, ersetzt das Gerät die herkömmlichen Farbmuster und passt die Farbeinstellungen so an, dass die Farbwiedergabe akkurat bleibt.

Auch das Signal-Rausch-Verhältnis (SRV) eines Sensors lässt sich kalibrieren. Das SRV kann Auswirkungen auf Schärfe, Farbe und Tiefe eines Bildes haben und sollte deshalb häufig überwacht und gegebenenfalls optimiert werden. Andere Werte, die kalibriert werden können, sind beispielsweise der Weißabgleich, die Iso-Geschwindigkeit, die Reaktionsfähigkeit oder auch die Linearität.

Als Referenzlichtquelle

Neben der Verwendung als Lichtquelle für die Kalibrierung von Kameras und anderen optischen Instrumenten kann das GL Optilight auch als Referenzlichtquelle in Laboranwendungen genutzt werden. Hierfür eignet sich die Produktversion GL Optilight LED 127 CLC, welche eine Close-Loop-Calibration mit einem Inline-Messsystem verbindet. Das Produkt enthält außerdem ein elektronisches Kontrollsystem und verfügt über eine thermische Stabilisierung, um konstante Farbmesswerte gewährleisten zu können. Somit kann diese Version als Referenz für die Leucht- und Strahldichte herangezogen werden.