In diesem Handbuch behandeln wir die folgenden Themen: Was ist ein CMOS-Bildsensor?, Was sind CMOS-Bildsensoren?, Was ist das Funktionsprinzip eines CMOS-Sensors?
Was ist ein CMOS-Bildsensor?
Ein CMOS-Bildsensor (Complementary Metal Oxide Semiconductor) ist eine Art Bildsensor, der in Digitalkameras und Bildgebungsgeräten verwendet wird, um visuelle Informationen zu erfassen und in digitale Signale umzuwandeln. Es besteht aus einer Reihe von Pixeln, die jeweils eine lichtempfindliche Fotodiode und zugehörige Schaltkreise enthalten. CMOS-Bildsensoren zeichnen sich durch ihre Fähigkeit aus, hochauflösende Bilder bei geringem Stromverbrauch aufzunehmen, wodurch sie für den Einsatz in einer Vielzahl von Anwendungen geeignet sind, von der Unterhaltungselektronik bis hin zu wissenschaftlichen und industriellen Bildgebungssystemen.
Was sind CMOS-Bildsensoren?
CMOS-Bildsensoren bestehen aus einem Pixelgitter, wobei jedes Pixel eine Fotodiode enthält, die (Licht-)Photonen in elektrische Ladung umwandelt. Diese Ladung wird dann von der Sensorschaltung gelesen, die sie verstärkt und in ein digitales Signal umwandelt, das die Helligkeits- und Farbinformationen der aufgenommenen Szene darstellt. Das Funktionsprinzip des CMOS-Sensors besteht darin, Fotodioden und zugehörige Elektronik zu verwenden, die in einem einzigen Chip integriert sind. Diese Integration ermöglicht kompakte Sensordesigns, einen geringeren Stromverbrauch und schnellere Auslesegeschwindigkeiten im Vergleich zu anderen Arten von Bildsensoren wie CCD (ladungsgekoppeltes Gerät).
Was ist das Prinzip eines CMOS-Sensors?
Die Anwendungen von CMOS-Bildsensoren sind vielfältig und erstrecken sich über verschiedene Branchen und Technologien. Sie werden häufig in Digitalkameras, Smartphones, Tablets und Webcams verwendet, um Standbilder und Videos aufzunehmen. CMOS-Sensoren ermöglichen Funktionen wie hochauflösende Fotografie, Videoaufzeichnung in HD- (High Definition) und 4K-Auflösungen sowie erweiterte Bildgebungsfunktionen wie HDR (High Dynamic Range) und Leistungsverbesserungen bei schlechten Lichtverhältnissen. Über die Unterhaltungselektronik hinaus werden CMOS-Bildsensoren in Automobilkameras für Fahrerassistenzsysteme (wie Rückfahrkameras und Spurhalteassistenten), Fahrgeräten, medizinischen Bildgebungsgeräten (wie Endoskopen und Röntgendetektoren), industriellen Inspektionsgeräten und wissenschaftlichen Forschungsinstrumenten eingesetzt.
Nicht alle Kameras verwenden CMOS-Sensoren, aber aufgrund ihrer Vorteile in Bezug auf Leistung, Energieeffizienz und Kosteneffizienz sind sie in der digitalen Bildgebung zur vorherrschenden Wahl geworden. Die meisten modernen Digitalkameras, darunter DSLRs (digitale Spiegelreflexkameras), spiegellose Kameras, Kompaktkameras und Camcorder, sind mit CMOS-Bildsensoren ausgestattet. Ihre Vielseitigkeit, kombiniert mit kontinuierlichen Fortschritten in der Sensortechnologie, treibt weiterhin Innovationen bei Bildgebungsgeräten voran und liefert verbesserte Bildqualität, schnellere Verarbeitungsgeschwindigkeiten und erweiterte Funktionen, um den Anforderungen von professionellen Fotografen, Amateuren und Alltagsnutzern gerecht zu werden.
Wir hoffen, dass dieser Artikel zum Thema „Was ist ein CMOS-Bildsensor?“ leicht verständlich war.