inspect award 2025: Vorteile, Funktionsweise und Einsatzbereiche von Kameras mit abnehmbarem Sensorkopf
Kameras mit abnehmbaren Sensorkopf haben viele Vorteile: Sie sind flexibler in der Installation, der Sensor bleibt kühl und die Bildqualität verbessert sich. Wie so eine Kamera funktioniert, was die BSI-Technologie damit zu tun hat und welche Rolle die PCIe-Gen-3-Schnittstelle dabei spielt, erklärt Ximea-Geschäfstführer Michael Cmok.
David Löh, Chefredakteur der inspect
inspect: Welche Vorteile bietet die Detachable Sensorhead Technologie?
Michael Cmok: Der Sensorkopf und die Kameraelektronik lassen sich räumlich voneinander trennen und bleiben durch ein dünnes Flachbandkabel verbunden. Diese Möglichkeit bietet einige Vorteile. Das kleinere Gehäuse des Sensorkopfes kann in engen Umgebungen, wo der Formfaktor eine wichtige Rolle spielt, genutzt werden. Die Kameraelektronik dagegen kann bis zu 1,5m entfernt platziert werden. Durch die Trennung wirkt die Wärmeentwicklung durch FPGA und Elektronik nicht auf den Sensor ein. Folglich bleibt der Sensor kühler, wodurch thermisches Rauschen reduziert und die Bildqualität verbessert wird.
Strom, Steuerung und Daten laufen über ein einziges Kabel. Das reduziert den Verkabelungsaufwand, spart Platz und erhöht die Systemzuverlässigkeit. PCIe-Switches ermöglichen den Anschluss mehrerer Kameras mit hoher Geschwindigkeit – ideal für synchronisierte Multi-Kamera-Systeme ohne separate Framegrabber.
inspect: Wie verbessert die BSI Technologie die Bildqualität bei schwachem Licht?
Cmok: Im Gegensatz zu rückseitig beleuchteten, also BSI-Sensoren, liegt bei klassischen FSI-Sensoren die Verdrahtung vor der lichtempfindlichen Schicht. Dadurch wird ein Teil des Lichts gestreut oder blockiert, bevor es auf den Sensor trifft. Bei BSI-Sensoren ist die Verdrahtung hinter der Fotodiode, sodass das Licht direkt und vollständig auf die aktive Fläche trifft. Dadurch kann die Quanteneffizienz (QE) auf über 95 Prozent steigen. Somit kann deutlich mehr Licht in elektrische Signale umgewandelt werden. Das Ergebnis ist ein stärkeres Nutzsignal bei reduziertem Bildrauschen. So entstehen deutliche Kontraste, klare Schatten und insgesamt ein hohes Signal-Rausch-Verhältnis (SNR). Auch bei gleichzeitig sehr hellen und sehr dunklen Bildbereichen (wie in HDR-Szenen) liefert ein BSI-Sensor stabilere Ergebnisse, ohne dass Details verloren gehen.
inspect: Welche Rolle spielt die PCIe-Gen-3-Schnittstelle bei der Datenübertragung?
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