22.02.25Die Pixelgröße einer Kamera gibt die physikalische Breite und Höhe der Pixeleinheit auf dem Kamerasensor an und wird üblicherweise in Mikrometern (μm) gemessen. Dies ist eine der wichtigsten Kameraspezifikationen, die Sie für Ihre Bildanwendung optimieren sollten, da sie sowohl die Empfindlichkeit der Kamera als auch ihre Fähigkeit zur Erfassung feiner Details beeinflusst.
Obwohl die Sensorpixelgröße wichtig ist, bestimmt die resultierende Bildpixelgröße nach der Vergrößerung des optischen Systems viele der Abbildungseigenschaften der Kamera. Die Bildpixelgröße ergibt sich aus der Sensorpixelgröße geteilt durch die Gesamtvergrößerung des Systems. Es besteht daher ein erheblicher Unterschied zwischen optischen Systemen mit fester Brennweite, wie z. B. Mikroskopobjektiven, und fokussierbaren Systemen, wie z. B. herkömmlichen Kameraobjektiven. Bei letzteren kann die Vergrößerung und damit die effektive Bildpixelgröße durch Annäherung an das abzubildende Objekt oder durch die Verwendung von Zoomobjektiven verändert werden.
Bei optischen Systemen mit Mikroskopobjektiven mit fester Brennweite oder linsenbasierten Systemen, bei denen sowohl Zoomstufe als auch Entfernung zum Motiv fest sind, können größere Pixel mehr Licht sammeln und so eine höhere Empfindlichkeit bieten. Um Regenwasser zu sammeln, wäre beispielsweise ein Eimer effektiver als eine Tasse. Die Pixelfläche ist der entscheidende Faktor. Das bedeutet, dass beim Vergleich von Kameras ein Pixel, das in X- und Y-Richtung doppelt so groß ist, eine viermal größere Fläche hat und daher viermal so vielen Photonen ausgesetzt ist. Bei Bildgebungssituationen mit wenig Licht kann eine größere Pixelgröße die Empfindlichkeit deutlich verbessern und die erforderliche Belichtungszeit oder Lichtstärke reduzieren.
Bei diesen festen optischen Systemen können große Pixel die Auflösung feiner Bilddetails beeinträchtigen. Je größer das Pixel, desto stärker ist die „Verpixelung“ des Bildes. Wenn ein Pixel in Ihrem Bild einen Durchmesser von 1 μm hat, kann es keine Details kleiner als etwa 2 μm darstellen, ohne dass benachbarte Merkmale zu einem einzigen verschwimmen.
Die Pixelgröße der Kamera ist jedoch nicht der einzige limitierende Faktor für die Auflösung feiner Details. Auch das optische System unterliegt einer Grenze für die Detailgenauigkeit, bevor diese unscharf wird. Jedes optische System hat daher eine entsprechende Mindestpixelgröße, unterhalb derer die Detailauflösung kaum oder gar nicht verbessert wird, die Empfindlichkeit jedoch leidet. Bei mikroskopbasierten Systemen wird diese Grenze in erster Linie durch die numerische Apertur (NA) des Objektivs bestimmt.
Eine Kamera mit einer Pixelgröße von 6,5 μm ist ideal für Mikroskopobjektive mit 60-facher numerischer Apertur (NA). Kameras mit 10 oder 11 μm Pixeln eignen sich für Objektive mit 100-facher numerischer Apertur (NA). Größere Pixel können in jedem Fall eine höhere Empfindlichkeit erzielen, kleinere Pixel führen jedoch nicht zu einer feineren Bildauflösung.
