3-CMOS-Kamera ermöglicht deterministische Farbinspektion

Stemmer Imaging hat die JAI Apex-Serie eingeführt, eine Farb-Bildgebungsplattform auf Basis einer 3-CMOS-Prismenarchitektur, die für industrielle Inspektionssysteme entwickelt wurde. Das System ersetzt die interpolationsbasierte Farbrekonstruktion durch eine direkte spektrale Trennung und ermöglicht so präzise und wiederholbare Farbmessungen für Anwendungen, bei denen die Klassifizierungsgenauigkeit entscheidend ist.

Von Interpolation zu messbaren Farbdaten
Konventionelle Farbkameras auf Basis von Bayer-Filtern rekonstruieren fehlende Farbinformationen durch Demosaicing. Dieser Prozess führt zu spektralen Überlappungen und Interpolationsartefakten, insbesondere bei hohem Kontrast oder feinen Strukturen.

Die Apex-Serie begegnet diesen Einschränkungen, indem das einfallende Licht mithilfe eines dichroitischen Prismas in rote, grüne und blaue Komponenten aufgeteilt wird. Jeder Kanal wird von einem dedizierten CMOS-Sensor erfasst, sodass jedes Pixel vollständige RGB-Informationen ohne Interpolation enthält.

Dieser Ansatz verbessert die Farbgenauigkeit und -stabilität, insbesondere in Anwendungen, die eine konsistente Klassifizierung unter variierenden Beleuchtungsbedingungen erfordern.

3-CMOS-Prismenarchitektur und Sensortechnologie
Das System integriert drei rückseitig belichtete (BSI) Sony Pregius S-Sensoren, jeweils mit einer Auflösung von 5,1 Megapixeln (2472 × 2064). Die Pixelgröße von 2,74 µm unterstützt eine hohe räumliche Auflösung bei gleichzeitig hoher Empfindlichkeit.

Die Rückseitenbeleuchtung erhöht die Quanteneffizienz und ermöglicht eine verbesserte Signalaufnahme in Umgebungen mit schwachem Licht oder bei Hochgeschwindigkeitsinspektionen. Das System unterstützt Bildraten von bis zu 75 Bildern pro Sekunde und bietet 24-Bit- und 30-Bit-RGB-Ausgabe.

Industrielle Schnittstellen wie 5GigE Vision, CameraLink und CoaXPress ermöglichen die Integration in Machine-Vision-Systeme mit hohem Durchsatz.

Auswirkungen auf Inspektionsgenauigkeit und Prozesskontrolle
Durch den Verzicht auf Interpolation liefert das System konsistente Farbmessungen im CIE Lab*-Farbraum und verbessert die Erkennung subtiler Unterschiede in Farbton und Intensität. Dies ist besonders relevant in automatisierten Inspektionsprozessen, bei denen Farbe ein zentraler Parameter für die Klassifizierung ist.

Die verbesserte räumliche Detailtreue erhöht zudem die Kantenschärfe und unterstützt die Analyse von Mikrostrukturen, was insbesondere für Anwendungen wichtig ist, bei denen feine Details die Qualitätsbewertung beeinflussen.




Industrielle Integration und Robustheit
Die Kamera ist für den Einsatz in industriellen Umgebungen ausgelegt und widersteht Vibrationen bis zu 3G sowie Stößen bis zu 10G. Ein kompaktes Gehäuse (54 × 54 × 74 mm) ermöglicht den Einbau in platzkritischen Systemen.

Die Einhaltung der GenICam-Standards gewährleistet die Kompatibilität mit bestehender Machine-Vision-Software und erleichtert die Integration in digitale Lieferketten, in denen Inspektionsdaten konsistent erfasst und verarbeitet werden müssen.

Anwendungsbereiche in der automatisierten Inspektion
Die Apex-Serie eignet sich für Anwendungen, bei denen eine präzise Farbdifferenzierung direkten Einfluss auf Ausbeute und Qualitätskontrolle hat. Dazu gehören die Lebensmittelklassifizierung, die Oberflächeninspektion in der Automobilindustrie, die Prüfung mehrschichtiger keramischer Komponenten, die Leiterplatteninspektion, die Druckbildprüfung sowie pharmazeutische Analysen.

Relevanz für Machine-Vision-Systeme
Mit der Weiterentwicklung industrieller Inspektionssysteme wird Farbe zunehmend als messbarer Parameter statt als rein visuelles Merkmal betrachtet. Technologien, die deterministische Farbdaten liefern, verbessern die Zuverlässigkeit von Klassifizierungen und reduzieren Unsicherheiten in automatisierten Entscheidungsprozessen.

In einer digitalen Lieferkette unterstützen solche Fähigkeiten eine konsistente Qualitätssicherung, ermöglichen effizientere Produktionsprozesse und reduzieren die Variabilität in Fertigungsabläufen.

Bearbeitet von Romila DSilva, Induportals-Redakteurin, mit Unterstützung von KI.