Dreichip-Farbkameras

Einfache Einchip-Farbkameras haben den Nachteil, dass es aufgrund der Bayer-Interpolation zur Ermittlung der RGB-Farbinformationen aus benachbarten Pixeln zu Artefakten im Bild kommt und Strukturdetails verschwimmen. Erst mit Hilfe einer Dreichip-Farbkamera steht dem Anwender wieder die volle Auflösung im Bild zur Verfügung.

Einsatzgebiete von Dreichip-Farbkameras

Bei besonders wirklichkeitsgetreuer, farbechter Abbildung der Objekte und benötigter hoher Farbtondifferenzierung werden Dreichip-Farbkameras verwendet. Typische Einsatzgebiete sind:

• Medizintechnik, Biologie, Mikroskopie & Endoskopie
• Industrielle Präzisionsfarbmessungen (Detektion kleinster Verunreinigungen, Verfärbungen & Farbverschiebungen)
• Broadcast (Film & Fernsehen)

Funktions-Prinzip der Dreichip-Farbkamera

Dazu wird der einfallende, (weiße) Lichtstrahl über ein mehrteiliges, komplexes Prisma mit geeigneten Sperrfiltern auf drei Sensoren umgelenkt.  Ein Lichtpunkt wird also subpixel-genau auf drei Sensoren gleichzeitig detektiert und generiert so ein echtes RGB-Signal pro Pixel.

Vor- und Nachteile von Dreichip-Farbkameras

Vorteile (gegenüber Einchip-Farbkameras):

• Allerhöchste Farb-Qualität und Farbtreue: Die Sensoren können teilweise unterschiedlich lange belichtet und verstärkt werden, so dass eine perfekte Bildaufnahme entsteht.
• RGB-Signale/ Pixel sind gleichmäßig repräsentiert im Gegensatz zu Einchip-Farbkameras, bei denen grüne doppelt häufig vorkommen. Daher ist eine gleichmäßige Empfindlichkeit gegeben. Auch Rottöne können sehr präzise differenziert werden.
• Kein Verlust der effektiven Auflösung durch Interpolation, keine Kamm-artigen Artefakte entlang der Konturen.

Nachteile (gegenüber Einchip-Farbkameras):

• eher hochpreisig
• Kamera- und Hersteller-Auswahl deutlich beschränkt
• Eher geringere Auflösungen von VGA bis 2 Megapixel und kleinere Sensoren (oftmals 1/3"), da drei Sensoren und komplexes Multiprisma einen größeren Platzbedarf haben.

Wichtig für die industrielle Bildverarbeitung

• Dreichip-Kameras setzen hochwertige, farbkorrigierte Objektive voraus, die eine geringe Eintauchtiefe in die Kamera (große Schnittweite der Optik) haben, um Beschädigungen des Prismenblocks zu vermeiden.  Bestimmte Optik-Hersteller bieten für solche Kameras eigene Produktlinien an, die für diese Verwendungszwecke optimiert sind.
• Etwas eingeschränkter Temperaturbereich gegenüber einfachen Einchip-Kameralösungen aufgrund der Veränderung des mechanischen Alignments (µm-genaue Ausrichtung!) der Sensoren durch thermische Ausdehnungseffekte.