25.02.2022Monochromkameras erfassen lediglich die Lichtintensität in Graustufen, während Farbkameras Farbbilder in Form von Rot-, Grün- und Blauinformationen (RGB) pro Pixel aufnehmen. Obwohl zusätzliche Farbinformationen wertvoll sein können, sind Monochromkameras lichtempfindlicher und bieten Vorteile bei der Detailauflösung.
Monochromkameras messen die Lichtmenge, die auf jedes Pixel trifft, ohne Informationen über die Wellenlänge der einfallenden Photonen zu erfassen. Für eine Farbkamera wird ein Raster aus roten, grünen und blauen Filtern, das sogenannte Bayer-Raster, über einen Monochromsensor gelegt. Dadurch erfasst jedes Pixel nur rotes, grünes oder blaues Licht. Um ein Farbbild zu erzeugen, werden diese RGB-Intensitätswerte kombiniert – genau wie bei der Farbdarstellung auf Computermonitoren.
Das Bayer-Gitter ist ein sich wiederholendes Muster aus roten, grünen und blauen Filtern, wobei jedem roten oder blauen Pixel zwei grüne Pixel entsprechen. Dies liegt daran, dass grüne Wellenlängen für die meisten Lichtquellen, einschließlich der Sonne, die stärkste Intensität aufweisen.
Farbe oder Monochrom?
Für Anwendungen, bei denen es auf hohe Empfindlichkeit ankommt, bieten Monochromkameras Vorteile. Die für Farbaufnahmen benötigten Filter führen zu Photonenverlusten – beispielsweise können Pixel, die rotes Licht erfassen, keine grünen Photonen aufnehmen. Monochromkameras hingegen detektieren alle Photonen. Dies ermöglicht eine 2- bis 4-fach höhere Empfindlichkeit im Vergleich zu Farbkameras, abhängig von der Wellenlänge des Photons. Zudem lassen sich feine Details mit Farbkameras schlechter auflösen, da nur ein Viertel der Pixel rotes oder blaues Licht erfassen kann. Die effektive Auflösung der Kamera reduziert sich dadurch um den Faktor 4. Grünes Licht wird von der Hälfte der Pixel erfasst, wodurch sich Empfindlichkeit und Auflösung um den Faktor 2 verringern.
Farbkameras hingegen sind in der Lage, Farbbilder wesentlich schneller, einfacher und effizienter zu erzeugen als Monochromkameras, bei denen zusätzliche Hardware und die Aufnahme mehrerer Bilder erforderlich sind, um ein Farbbild zu erzeugen.
Benötigen Sie eine Farbkamera?
Wenn in Ihrer Bildgebungsanwendung die Leistung bei schwachem Licht wichtig ist, ist eine Monochromkamera möglicherweise die beste Wahl. Wenn Farbinformationen wichtiger sind als die Lichtempfindlichkeit, empfiehlt sich unter Umständen eine Farbkamera.
