Immer mehr Sensoren arbeiten mit RGB-IR Filtern. Doch wozu dienen diese, welche Applikationen profitieren davon und wie lassen sie sich am besten nutzen? Das erfahren Sie hier:
Wie sehen Sensoren Farbe?
Die meisten Farbsensoren verwenden einen monochromen Sensor als Basis und legen eine Farbfiltermaske (Pattern) über alle Pixel, die als Bayer-Pattern bekannt ist. Diese Maske beschränkt einen Teil des sichtbaren Lichtspektrums, so dass jeder Pixel nur einen kleinen Teil der einströmenden Lichtfrequenzen empfängt. Die häufigste verwendete Maske ist ein RGB-Filter, bei dem sich Zeilen mit blaugrünen Pixeln und Zeilen mit grünroten Pixeln abwechseln. Dieses Muster wiederholt sich auf jeder Reihe und gleichmäßig über den Sensor. Es werden mehr grüne Pixel bereitgestellt, da das menschliche Auge in diesem Teil des sichtbaren Spektrums eine größere Farbauflösung aufweist.
Was ist RGB+IR?
Die RGB-IR Technologie ähnelt den üblichen RGB-Farbsensoren. Es handelt sich um eine Maske, die über einen monochromen Sensor gelegt wird. Dabei wird einer der beiden grünen Pixelfilter durch einen Infrarot (IR) Pixelfilter ersetzt. Dieser IR-Pixelfilter enthält rote, grüne und blaue Filtermaterialien, die das gesamte Licht im sichtbaren Spektrum effektiv absorbieren. Ausschließlich IR-Licht mit längeren Wellenlängen passiert diesen Filter mit minimalem Verlust.
Was ist der Vorteil eines RGB+IR Sensors?
Die Hauptvorteile eines RGB + IR-Sensors sind seine hohe Sensitivität und seine gute Farbwiedergabe. Dieser Sensor liefert ein helleres Bild, da das verfügbare IR-Licht nicht blockiert und zusätzlich zum sichtbaren Licht gesammelt wird. Mit Standard-Bayer-Pattern beeinträchtigt Infrarotlicht die Farbtrennung, da sie nur angenähert und nicht gemessen werden kann. Dies führt zu einer niedrigeren Farbauflösung und einer nicht-natürlichen Farbwiedergabe.
Infrarotlicht
Das Hinzufügen von infrarotsensitiven Pixeln detektiert infrarotes Licht und zieht es vor dem Bayer-Filter-Prozess von den Farbpixeln ab. Als Resultat entsteht ein R-, G-, B- und IR-Bild. Die Kombination dieser 4 Kanäle ermöglicht ein helleres Bild, ohne die Farbqualität zu schmälern.
Mit RBG-IR Sensoren werden keine externen Infrarotfilter mehr vor dem Sensor benötigt, um eine gute Farbqualität zu erreichen. Dementsprechend muss bei schlechten Lichtverhältnissen mit infrarotnaher Beleuchtung auch kein Filter entfernt oder mit Glas ersetzt werden.
Mit Nutzung eines RGB-IR Sensors ist die Wahl eines IR-fähigen Objektivs wichtig. Die gleichzeitige Abbildung sowohl des sichtbaren als auch des infraroten Lichtes erfordert eine IR-korrigierte Linse. Dieses Setup ermöglicht es Ihnen, das Beste aus beiden Welten zu bekommen – verbesserte Bildqualität durch IR ohne Verluste. Der Kompromiss dieser Technologie liegt in der Farbauflösung, da 1 grüner Pixel entfernt und durch das IR-Pattern ersetzt wird.
Wann macht RGB-IR Sinn?
RGB + IR-Sensoren eignen sich am besten für Anwendungen, die mit einer Mischung aus sichtbarem und infrarotnahem Licht umgehen müssen. Dies trifft insbesondere auf Applikationen im Bereich Sicherheit und Verkehr zu, da sie kontinuierlich Tag und Nacht das volle Spektrum der Lichtverhältnisse wiedergeben müssen. Die RGB + IR-Technologie eliminiert die Abhängigkeit von mechanischen IR-Filtern. Sie verlängert damit die Lebensdauer und erhöht die Robustheit des Imaging Systems.
Anwendungen, die ohne RGB-IR besser funktionieren
Applikationen, die eine hohe Farb- oder räumliche Auflösung oder eine sehr präzise Farbmessung erfordern, erzielen mit normalen Sensoren ohne RGB-IR-Pattern bessere Ergebnisse. Beispielsweise die Farbmessung von Lackproben oder Hochfrequenzübergänge mit sehr schmalen Streifen. In einem farbigen Umfeld mit wenig Infrarotlicht würden mit dem Einsatz eines RGB-IR-Sensors wichtige Farbinformationen verloren gehen.
Die RGB-IR-Technologie ist noch relativ neu, wird aber in den nächsten 2-3 Jahren an Relevanz gewinnen. Die Komplexität von Kamera-Designs für Anwendungen, die bisher RGB und IR-Filter benötigen haben, verringert sich dadurch deutlich.
Wenn Sie weitere Fragen zu dieser Technologie haben oder wissen wollen, wie Sie sie am besten einsetzen können – unsere FRAMOS Imaging-Experten stehen Ihnen gerne zur Seite. Schicken Sie uns eine E-Mail an info@framos.com.
