Digitalkameraformate
Flächensensor Zeilensensor
• Typischerweise 4:3 (B:H) • Sensor ist linear
• Hochgeschwindigkeitsanwendungen mit bis zu mehreren 100 Bildern pro Sekunde • Hochgeschwindigkeitsanwendungen mit bis zu 100 kHz
• Objekt ist fi x oder bewegt sich langsam • Bildaufbau Zeile für Zeile
• Größerer Anwendungsbereich • Objekt wird unter Sensor entlang bewegt
• Einfacherer Aufbau • Ideal zur Erfassung langer Objekte
• Geringere Kosten als Zeilensensoren • Spezielle Ausrichtung und spezielles Timing erforderlich
• Anspruchsvoll zu integrieren / einfache (aber intensive) Beleuchtung
Vergleich monochrom und Farbe
monochrom Farbe (1 Sensor) Farbe (3 Sensoren)
• 1 Sensor, Grauwertbilder • Typischerweise RGB Bayer-Filter zur Farbdarstellung • Prisma teilt weißes Licht auf 3 Sensoren auf
• 10% höhere Aufl ösung als vergleichbare Farbkamera mit 1 Sensor • Geringere Aufl ösung (Farberkennung benötigt mehr Pixel) • Höhere Kosten
• Besseres Signal-Rausch-Verhältnis; höherer Kontrast • Bessere Farbaufl ösung
• Höhere Lichtempfi ndlichkeit • Eingeschränkte Objektivauswahl
• Benötigen speziell entwickelte Objektive
CCD CMOS CCD CMOS
Pixelsignal: Elektronenpaket Spannung Gleichförmigkeit: hoch mittel
Sensorsignal: analog digital Aufl ösung: gering-hoch gering-hoch
Füllfaktor: hoch mittel Geschwindigkeit: mittel-hoch hoch
Empfi ndlichkeit: mittel mittel-hoch Stromverbrauch: mittel-hoch gering
Rauschpegel: gering gering bis hoch Komplexität: gering mittel
Dynamikumfang: hoch mittel bis hoch Kosten: mittel gering
4.8 5.8 6.4 7.2
3.6 6.0 4.3 7.2 4.8 8.0 5.4 9.0
43.3
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CCD- vs. CMOS-Sensoren
CCD (Charged Coupled Device) und CMOS (Complementary Metal Oxide
Semiconductor) sind unterschiedliche Sensortechnologien, um Licht in
elektrische Spannungen umzuwandeln. Beim CCD wird die Ladung jedes
Pixels in Spannung umgewandelt, zwischengespeichert und als analoges
Signal über einen einzigen Knotenpunkt transferiert. Bei CMOS wird die
Spannungsumwandlung und Auslesung für jeden Pixel einzeln vorgenommen.
Früher ergab diese individuelle Umwandlung ein weniger gleichförmiges Signal.
Neue Fortschritte in der CMOS-Technologie
in den letzten Jahren konnten die Ungleichmäßigkeit
bei schlechten Lichtverhältnissen
stark verringern und in vielen Anwendungen
übertre en high-end CMOS-Sensoren vergleichbare
CCDs. Zusätzlich haben CMOSSensoren
einen geringeren Stromverbrauch
als CCDs, was auch bei Anwendungen nützlich
ist, bei denen der Platzbedarf kritisch ist.
Einfache CMOS-Sensoren mit Pixeln kleiner
3 m werden noch immer von CCDs in der
Bildqualität übertro en.
Kameravergleich Einheit: mm
Sensorgröße
Bestimmt das Bildfeld (FOV) des Systems
Bestimmt die benötigte Vergrößerung (PMAG)
Meist 4:3 (B:H) Bildverhältnis
½ Inch
8.8
6.6 11.0
12.8
9.6 16
1 Inch
17.3
13 21.6
⁄ Inch
22.4
16.8 27.9
APS-C
29.2
20.2 35.5
APS-H
14.08
10.56 17.6
1.1 Inch
24
36
35mm
Inch ½.5 Inch ⁄.8 Inch Inch
Kameraaufl ösung nach Pixelgröße
Pixelgröße (m) 9,9 7,4 5,86 5,5 4,54 3,69 3,45 2,2 1,67
Aufl ösung (lp/mm) 50,5 67,6 85,3 90,9 110,1 135,5 144,9 227,3 299,4
üblicher ½ " Sensor (MP) 0,31 0,56 0,89 1,02 1,49 2,26 2,58 6,35 11,02
üblicher " Sensor (MP) 0,59 1,06 1,69 1,92 2,82 4,27 4,88 12,00 20,83
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