22.05.13Die Full-Well-Kapazität ist die Menge des erfassten Signals, die jedes Pixel aufnehmen kann. Sie bestimmt das hellste Signal, das die Kamera erfassen kann, bevor die Sättigung erreicht ist. Wird ein Pixel durch das Füllen der Pixel-Well-Kapazität gesättigt, wird die Intensität dieses Pixels nicht mehr genau erfasst. Eine hohe Full-Well-Kapazität ist bei Anwendungen mit großem Dynamikumfang von Vorteil.
Abbildung 1 veranschaulicht die Beziehung zwischen Full-Well-Kapazität und Dynamikbereich. Abbildung 1A: Bei niedriger Full-Well-Kapazität gehen im Bild Informationen über helle Signale verloren. Abbildung 1B: Bei hoher Full-Well-Kapazität erhält das Bild alle Informationen von schwachen bis hin zu hellen Signalen.
Wenn bei der Bildbelichtung Photonen erkannt werden, setzen sie Elektronen im Silizium frei, die dann bis zum Auslesen im Pixelspeicher gespeichert werden. Der Pixel hat eine maximale Anzahl an Elektronen, die gespeichert werden können, bevor entweder der physikalische Speicher voll ist oder der Graustufenwert des digitalen Bildes ein Maximum erreicht. Belichtungszeit und Lichtstärke sollten idealerweise so eingestellt sein, dass dies nie passieren kann. In Fällen, in denen sowohl hohe als auch niedrige Signale im selben Bild erscheinen, kann die Verwendung kürzerer Belichtungszeiten oder Beleuchtungsstärken jedoch zu Signalen führen, die für eine sinnvolle Erkennung oder Messung in den dunklen Teilen des Bildes zu niedrig sind, da Rauschen schwache Signale stört. Eine höhere Full-Well-Kapazität ermöglicht längere Belichtungszeiten oder Lichtstärken zur Erkennung schwacher Signale, ohne hohe Signale zu sättigen. Weitere Informationen zum Dynamikbereich finden Sie im Glossarabschnitt „Dynamikbereich“.
Wenn Sie ausschließlich bei schlechten Lichtverhältnissen arbeiten oder der Dynamikbereich bei Ihrer Bildgebung keine große Rolle spielt, spielt die Full-Well-Kapazität bei der Bestimmung der idealen Kameraparameter eine geringere Rolle. Einige Kameras verfügen über mehrere Ausleseoptionen und -modi mit unterschiedlichen Bildraten, Rauscheigenschaften und Full-Well-Kapazitäten. Bei diesen Kameras ist oft ein Kompromiss möglich, bei dem höhere Bildraten erreicht werden können, im Austausch für eine Reduzierung der verfügbaren Full-Well-Kapazität – ideal für Hochgeschwindigkeits-Bildgebungsszenarien bei schlechten Lichtverhältnissen.
