Kamera-Baugrößen: je kleiner, desto feiner

Kennen Sie das? Manchmal muss es einfach was Süßes sein. Je kleiner, desto feiner ist nicht nur im Hinblick auf kleine kulinarische Köstlichkeiten ein empfehlenswertes Motto, es gibt auch Parallelen in der Welt der industriellen Bildverarbeitung: Sugarcube ist ein Begriff, der sich hier über die letzten Jahre hinweg etabliert hat. Er steht für eine Entwicklung in der Vision Technologie, die deutlich in Richtung Kleinformat geht.

Der Zuckerwürfel der industriellen Bildverarbeitung

Gemeint sind kleine Kameras, deren Format von 29 mm x 29 mm sich mittlerweile zu einem de-facto Standard entwickelt hat. Dieses sogenannte „Sugarcube“-Design umfasst Industriekameras des Einstiegs- und unteren Mainstream- Segments in einer Vielzahl von klassischen Anwendungen in unterschiedlichen Märkten wie Medizin, Verkehr und Transport oder Retail, sowie in der Qualitätsprüfung und automatischen optischen Inspektion im Bereich der Fabrikautomation.

Kleine Formate, große Innovationen

Der Trend zu kleinen Baugrößen zeichnete sich schon vor gut 20 Jahren mit analogen Kameras ab, fand weite Verbreitung mit der Einführung von FireWire und später mit Gigabit Ethernet und wird aller Voraussicht nach nicht bei den aktuellen, modernen Schnittstellentechnologien wie USB 3.0 enden. Alle nennenswerten technologischen Innovationen wie z.B. hochauflösende Sensoren oder umfassende Firmware Features, finden auf bzw. innerhalb dieses kleinen Formats statt. Auch Analogkameras verarbeiten mittlerweile ihre Bilddaten innerhalb eines kleinen Gehäuses, anstatt in einer externen Rechnereinheit.

Darauf sollten Sie achten

Bei Neu- und/oder Redesigns eines Bildverarbeitungssystems: planen Sie, wenn möglich, von vornherein auf Basis der kleinen Baugrößen, um spätere räumliche Einschränkungen zu vermeiden.
Bleiben Sie bei Redesigns möglichst bei der kleinen Baugröße. Später auf größere Formate umzurüsten, bringt erheblichen mechanischen Aufwand mit sich.

Kleine Sensoren = kleine Kameras

Die Baugröße einer Kamera richtet sich unter anderem nach der Größe des eingebauten Sensors. So passen größere Sensoren, oft CCD-Sensoren, nicht in dieses kleine Standardformat. Diese Fälle werden zukünftig mehr und mehr zur Ausnahme werden, zumal der Trend in der Sensortechnologie eindeutig in Richtung CMOS geht. Kleine, extrem leistungsfähige Sensoren mit kleinen Pixelgrößen setzen sich immer stärker im Markt durch und werden langfristig auch die heute noch gängige Baugröße von 29 mm x 44 mm ablösen.

Produktiv, günstig, flexibel

Will man hohe Durchsatzraten möglichst kostengünstig erreichen, kommt man am Kompaktformat von 29 mm x 29 mm kaum noch vorbei. Diese Baugröße hat sich mittlerweile nicht nur hinsichtlich ihres äußeren Erscheinungsbilds (Camera Front) etabliert, sondern auch im Bohrbild. Die meisten Kamerahersteller haben sich darin weitestgehend angeglichen, was die Flexibilität auf Kundenseite merklich erhöht hat.

Bisherigen CCD-Sensoren haben aufgrund ihrer Abmessungen eine weitere Baugrößenklasse im Format von 40-45 mm x 40-45 mm hervorgebracht. Mit dem Trend hin zu kleineren CMOS-Sensoren wird sich auch diese Baugröße mittelfristig eher in Nischenbereichen der industriellen Bildverarbeitung wiederfinden.

Als Ersatz wird sich neben dem sehr kompakten Größenformat der 29 mm x 29 mm Kameras eine etwas größere Baugröße von etwa 35 mm x 35 mm durchsetzen, das von den kleineren, hochauflösenden CMOS-Sensoren der neuesten Generation unterstützt wird.

Kameragrößen - Produktiv, günstig, flexibel

Die Kundenvorteile der kompakten Baugrößen auf einen Blick:

Ein kleiner Kamera-Footprint in Anlagen reduziert Gewicht und erhöht damit die Geschwindigkeit einer Anwendung. Roboterarme zum Beispiel lassen sich schneller und flexibler bewegen, je leichter sie sind.
Mit kleineren Kameraformaten gewinnen Sie mehr Bauraum. Dieser lässt sich beispielsweise nutzen für die Verkleinerung des Systems und erleichtert bei Bedarf den manuellen Zugriff auf die Kameras.
In kleinformatigen Kameras wirken die Kostenvorteile kleiner Sensoren unmittelbar. Sensoren mit großen Sensoroberflächen sind aufgrund ihres höheren Silizium- Anteils deutlich teurer als kleine Sensoren.
Nennenswerte technologische Fortschritte in der industriellen Bildverarbeitung finden hauptsächlich in den kleinen, kompakten Sensorformaten und hier vor allem in den modernen CMOS-Sensoren statt.
Größere, oft CCD-basierte Kameraanwendungen werden zwar weiterhin ihre Aufgaben in speziellen, hochkomplexen Einsatzbereichen erfüllen, den bei weitem überwiegenden Anteil an Anwendungen der industriellen Bildverarbeitung bilden jedoch kleinformatige Sensoren und Kameras.