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Die Sensoren von Digitalkamera bestehen aus lichtempfindlichen Halbleitern (Siliziumdioden). Beim Auftreffen von Licht entsteht eine elektrische Spannung an den einzelnen Fotodioden (Pixel), diese elektrischen Signale werden ausgelesen und in Helligkeitswerte umgesetzt.

Es werden vor allem zwei verschiedene Typen von Sensoren unterschieden, der CCD-Chip (Charge-Coupled Device) und der CMOS-Chip (Complementary Metal Oxide Semiconductor). Die CMOS-Technik hat den Vorteil, dass sie günstiger als CCD-Technik zu produzieren ist und einen geringeren Energieverbrauch aufweist. Der Nachteil liegt jedoch in einer höheren Rauschempfindlichkeit. Dieses Problem kann mittlerweile mit entsprechendem technischem Aufwand recht erfolgreich eingedämmt werden.

Sensor – Beispiel CMOS-Sensor Canon [Foto: Canon]

Sensor – Beispiel CMOS-Sensor Canon [Foto: Canon]

Die Siliziumdioden eines CCD- oder CMOS-Sensors sind farbenblind, sie können nur Helligkeitsunterschiede feststellen. Damit die einzelnen Fotodioden Farbinformationen liefern können, wird ihnen jeweils ein Farbfilter (z. B. Bayer-Filter) vorgelagert. Vor jedem Pixel befindet sich hierbei jeweils ein Filter mit einer spezifischen Farbe (rot, grün oder blau). Mittels dieser Filtermatrix kann der kamerainterne Bildprozessor die Werte mit Hilfe der Software (Bestandteil der Firmware) aufbereiten und anhand der umliegenden Pixel die Farbe und Helligkeit für jeden einzelnen Pixel errechnen. Zudem errechnet die kamerainterne Software u. a. den Weißabgleich, Kontrast und Farbsättigung, bevor das Bildergebnis auf der Speicherkarte gespeichert wird. Da das menschliche Auge vor allem im Grün-Bereich sehr empfindlich ist, sind auf 4 Pixel je ein roter, ein blauer und zwei grüne Filter vorgelagert. So wird die Farbdarstellung im Grün-Bereich verbessert.

Wesentlich für die Lichtempfindlichkeit von Sensoren ist die Größe der Siliziumdioden. Diese sind in der Regel direkt von der verwendeten Sensorgröße und der darauf befindlichen Pixel abhängig. Entscheidend ist hierbei meist der Größenunterschied zwischen verschiedenen Kameratypen (ob Mittelformat, APS-C, Four-Thirds, CX-Format, Kompaktkamera usw.). Das Seitenverhältnis des Fotos wird in der Regel ebenfalls von dem Abmessungen (Seitenverhältnis) des Sensors bestimmt.

Weitergehende Informationen zu den einzelnen Sensortypen finden Sie unter:

 

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