{"id":185790,"date":"2019-05-13T15:29:49","date_gmt":"2019-05-13T22:29:49","guid":{"rendered":"https:\/\/thinklucid.com\/understanding-digital-image-sensors\/"},"modified":"2025-09-30T16:20:24","modified_gmt":"2025-09-30T23:20:24","slug":"understanding-digital-image-sensors","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/staging.thinklucid.com\/de\/tech-briefs\/understanding-digital-image-sensors\/","title":{"rendered":"Funktionsweise des digitalen Bildsensors verstehen"},"content":{"rendered":"

[vc_row][vc_column offset=“vc_hidden-xs“][rev_slider_vc alias=“intro-to-sensor-tech“][\/vc_column][\/vc_row][vc_row][vc_column][vc_row_inner][vc_column_inner offset=“vc_col-lg-offset-2 vc_col-lg-6 vc_col_md-8 vc_col-xs-12″][vc_raw_html]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[\/vc_raw_html][vc_custom_heading text=“Den digitalen Bildsensor verstehen“ font_container=“tag:h1|text_align:center“ use_theme_fonts=“yes“ el_id=“overview“][vc_column_text]<\/p>\n

Sensoren lassen sich nach Aufbau (CCD oder CMOS), Farbwiedergabe (Farbe oder monochrom) und Verschlussart (Global Shutter oder Rolling Shutter) klassifizieren. Weitere Kriterien sind Aufl\u00f6sung, Bildrate, Pixelgr\u00f6\u00dfe und Sensorformat. Diese Begriffe sind entscheidend, um den geeigneten Sensor f\u00fcr eine Anwendung auszuw\u00e4hlen. In der industriellen Bildverarbeitung kommen spezialisierte Kameras zum Einsatz. Machine-Vision-Kameras sind f\u00fcr den industriellen Dauereinsatz konzipiert, bieten ein robustes Design und Funktionsmerkmale, die bei Consumer-Kameras nicht verf\u00fcgbar sind. Sie arbeiten im 24\/7-Betrieb, erfassen Bilder und \u00fcbertragen sie an das Auswertungssystem. Eine Kamera nur nach der h\u00f6chsten Sensoraufl\u00f6sung auszuw\u00e4hlen ist nicht immer sinnvoll. Da es viele Sensortypen gibt, sollten Anwender die Spezifikationen sorgf\u00e4ltig mit den Anforderungen ihrer Anwendung abgleichen.<\/h3>\n

[\/vc_column_text][vc_column_text css=“.vc_custom_1505158083018{margin-top: 15px !important;}“]Unabh\u00e4ngig von der Einteilung bleibt die Aufgabe gleich: einfallendes Licht (Photonen) in ein elektrisches Signal umzuwandeln, das angezeigt, analysiert oder gespeichert werden kann. Bildsensoren sind Halbleiterbausteine und eine der wichtigsten Komponenten einer Machine-Vision-Kamera. J\u00e4hrlich kommen neue Sensorgenerationen mit Verbesserungen bei Gr\u00f6\u00dfe, Aufl\u00f6sung, Geschwindigkeit und Lichtempfindlichkeit. In diesem Beitrag erl\u00e4utern wir grundlegende Sensortechnologien in Machine-Vision-Kameras und ihren Bezug zu den g\u00e4ngigen Klassifizierungen.[\/vc_column_text][\/vc_column_inner][vc_column_inner css=“.vc_custom_1503354487300{margin-top: 10px !important;padding-right: 25px !important;padding-bottom: 10px !important;padding-left: 25px !important;}“ offset=“vc_col-lg-3 vc_col-md-4 vc_col-xs-12″][vc_custom_heading text=“Inhaltsverzeichnis“ font_container=“tag:h2|font_size:18px|text_align:left“ google_fonts=“font_family:Exo%3A100%2C100italic%2C200%2C200italic%2C300%2C300italic%2Cregular%2Citalic%2C500%2C500italic%2C600%2C600italic%2C700%2C700italic%2C800%2C800italic%2C900%2C900italic|font_style:500%20bold%20regular%3A500%3Anormal“ css_animation=“none“ css=“.vc_custom_1501780592576{padding-top: 35px !important;}“][vc_column_text css_animation=“none“ css=“.vc_custom_1505172209960{margin-left: 15px !important;border-left-width: 2px !important;padding-right: 5px !important;padding-bottom: 15px !important;padding-left: 15px !important;border-left-color: #1e73be !important;border-left-style: dotted !important;}“ el_class=“top-menu“]Aufbau eines Bildsensors<\/span><\/a><\/p>\n

Silizium-Wafer f\u00fcr Bildsensoren<\/span><\/a><\/p>\n

Sensorfunktionen in der Kamera<\/span><\/a><\/p>\n

Unterschiede zwischen CCD und CMOS<\/span><\/a><\/p>\n

Monochrom- und Farbsensoren<\/span><\/a><\/p>\n

Sensorformat<\/span><\/a><\/p>\n

Pixelgr\u00f6\u00dfe<\/span><\/a><\/p>\n

Spektrale Empfindlichkeit<\/span><\/a><\/p>\n

Global und Rolling Shutter<\/span><\/a>[\/vc_column_text][\/vc_column_inner][\/vc_row_inner][\/vc_column][\/vc_row][vc_row full_width=“stretch_row“][vc_column offset=“vc_col-lg-offset-2 vc_col-lg-8 vc_col-md-12 vc_col-xs-12″][vc_empty_space height=“1px“ el_id=“components“][vc_custom_heading text=“Aufbau eines Bildsensors“ font_container=“tag:h2|text_align:center“ use_theme_fonts=“yes“][vc_column_text]Die Abbildung zeigt einen typischen CMOS-Bildsensor. Der Chip sitzt in einem Geh\u00e4use mit Schutzglas. Kontaktfl\u00e4chen verbinden den Sensor mit der Leiterplatte.[\/vc_column_text][\/vc_column][\/vc_row][vc_row full_width=“stretch_row“][vc_column width=“2\/3″ offset=“vc_col-lg-offset-0 vc_col-lg-2 vc_col_md-offset-3 vc_col-md-6 vc_col-xs-12″ css=“.vc_custom_1505442950135{margin-top: 80px !important;}“][vc_icon type=“openiconic“ icon_openiconic=“vc-oi vc-oi-attach“ align=“right“ css_animation=“fadeIn“ css=“.vc_custom_1501096698900{margin-bottom: 0px !important;}“][vc_custom_heading text=“Hinweis“ font_container=“tag:h2|font_size:18px|text_align:right“ google_fonts=“font_family:Exo%3A100%2C100italic%2C200%2C200italic%2C300%2C300italic%2Cregular%2Citalic%2C500%2C500italic%2C600%2C600italic%2C700%2C700italic%2C800%2C800italic%2C900%2C900italic|font_style:600%20bold%20regular%3A600%3Anormal“ css_animation=“bottom-to-top“ css=“.vc_custom_1502387496625{margin-top: 0px !important;margin-bottom: 9px !important;}“][vc_column_text css_animation=“bottom-to-top“ css=“.vc_custom_1522370309231{margin-right: 25px !important;margin-bottom: 25px !important;border-right-width: 2px !important;padding-top: 15px !important;padding-right: 15px !important;padding-bottom: 5px !important;padding-left: 5px !important;border-right-color: #1e73be !important;border-right-style: dotted !important;}“]\"Keramik-PGA-Geh\u00e4use<\/p>\n

<\/div>\n

Sensoren werden in unterschiedlichen Geh\u00e4usen angeboten. Das Foto zeigt ein Keramik-PGA-Geh\u00e4use.<\/span><\/p>\n

[\/vc_column_text][\/vc_column][vc_column offset=“vc_col-lg-offset-0 vc_col-lg-8 vc_col-md-12 vc_col-xs-12″][vc_single_image image=“7059″ img_size=“full“ alignment=“center“][vc_column_text el_class=“caption-pregius“]<\/p>\n

\n

Oben: Schematische Darstellung eines CMOS-Bildsensors<\/strong><\/em><\/p>\n<\/blockquote>\n

Der Halbleiterchip enth\u00e4lt Pixel mit lichtempfindlichen Elementen, Mikrolinsen und Mikroelektronik. Die Chips werden von Halbleiterherstellern gefertigt und aus Wafern vereinzelt. Bonddr\u00e4hte \u00fcbertragen das Signal vom Die zu den Kontaktfl\u00e4chen. Das Geh\u00e4use sch\u00fctzt Chip und Bonddr\u00e4hte, sorgt f\u00fcr W\u00e4rmeabfuhr und bildet die elektrische Schnittstelle. Eine transparente Abdeckung vor dem Sensor sch\u00fctzt die Struktur und l\u00e4sst Licht auf die aktive Fl\u00e4che.<\/p>\n

[\/vc_column_text][\/vc_column][\/vc_row][vc_row full_width=“stretch_row“][vc_column width=“1\/2″ offset=“vc_col-lg-offset-2 vc_col-lg-8 vc_col-md-12 vc_col-xs-12″][vc_empty_space height=“80px“ el_id=“wafers“][vc_custom_heading text=“Silizium-Wafer f\u00fcr Bildsensoren“ font_container=“tag:h2|text_align:center“ use_theme_fonts=“yes“ css=“.vc_custom_1502754857931{margin-top: 15px !important;}“][vc_column_text]Sensor-Dies werden in gro\u00dfen St\u00fcckzahlen auf Silizium-Wafern produziert. Nach dem Vereinzeln enth\u00e4lt jedes Teil einen Sensor-Die. Gr\u00f6\u00dfere Dies ergeben weniger Sensoren pro Wafer und erh\u00f6hen in der Regel die Kosten. Einzeldefekte auf dem Wafer treffen gro\u00dfe Bildsensoren mit h\u00f6herer Wahrscheinlichkeit.[\/vc_column_text][vc_empty_space height=“20px“][\/vc_column][\/vc_row][vc_row full_width=“stretch_row“][vc_column width=“1\/2″ offset=“vc_col-lg-offset-2 vc_col-lg-8 vc_col-md-12 vc_col-xs-12″][vc_single_image image=“7643″ img_size=“550×400″ alignment=“center“ css=“.vc_custom_1510736997528{margin-top: 10px !important;}“][vc_column_text]<\/p>\n

Oben: Sensor-Dies werden pr\u00e4zise aus dem Wafer geschnitten<\/em><\/strong><\/blockquote]
\n[\/vc_column_text][\/vc_column][vc_column offset=“vc_col-lg-offset-0 vc_col-lg-2 vc_col-md-offset-3 vc_col-md-6 vc_col-xs-12″][vc_icon type=“openiconic“ icon_openiconic=“vc-oi vc-oi-attach“ css_animation=“fadeIn“ css=“.vc_custom_1501096709235{margin-bottom: 0px !important;}“][vc_custom_heading text=“Hinweis“ font_container=“tag:h2|font_size:18px|text_align:left“ google_fonts=“font_family:Exo%3A100%2C100italic%2C200%2C200italic%2C300%2C300italic%2Cregular%2Citalic%2C500%2C500italic%2C600%2C600italic%2C700%2C700italic%2C800%2C800italic%2C900%2C900italic|font_style:600%20bold%20regular%3A600%3Anormal“ css_animation=“bottom-to-top“ css=“.vc_custom_1502387545990{margin-top: 0px !important;margin-bottom: 9px !important;}“][vc_column_text css_animation=“bottom-to-top“ css=“.vc_custom_1526447121999{margin-left: 25px !important;border-left-width: 2px !important;padding-top: 15px !important;padding-right: 5px !important;padding-bottom: 5px !important;padding-left: 15px !important;border-left-color: #1e73be !important;border-left-style: dotted !important;}“]\"Silizium-Wafer\"Vom Roh-Wafer bis zum einzelnen Sensor vergehen h\u00e4ufig mehrere Monate.<\/span>[\/vc_column_text][\/vc_column][\/vc_row][vc_row][vc_column offset=“vc_col-lg-offset-2 vc_col-lg-8 vc_col-md-12 vc_col-xs-12″][vc_empty_space height=“50px“ el_id=“functions“][vc_custom_heading text=“Sensorfunktionen in der Kamera“ font_container=“tag:h2|text_align:center“ use_theme_fonts=“yes“][\/vc_column][\/vc_row][vc_row gap=“35″ equal_height=“yes“][vc_column width=“5\/6″ offset=“vc_col-lg-offset-2 vc_col-lg-8 vc_col-md-offset-1 vc_col-md-10 vc_col-sm-offset-1 vc_col-xs-12″][vc_column_text css=“.vc_custom_1510017694909{margin-top: 10px !important;}“]Im Kamerasystem trifft Licht, geb\u00fcndelt durch ein Objektiv oder andere Optiken, auf den Bildsensor. Je nach Sensortyp (CCD oder CMOS) wird die Information als Spannung oder digital weitergegeben. CMOS-Sensoren wandeln Photonen in Elektronen, dann in eine Spannung und schlie\u00dflich per integriertem Analog-\/Digital-Wandler in digitale Werte um.[\/vc_column_text][\/vc_column][\/vc_row][vc_row gap=“35″ equal_height=“yes“][vc_column offset=“vc_col-lg-offset-2 vc_col-lg-8 vc_col_md-12 vc_col-xs-12″][vc_empty_space height=“5px“][vc_single_image image=“7408″ img_size=“full“ alignment=“center“][vc_column_text]<\/p>\n

\n

Oben: typischer Aufbau einer CMOS-Kamera<\/strong><\/em><\/p>\n<\/blockquote>\n

Die Anordnung und Auswahl der Komponenten variiert je nach Hersteller. Ziel ist stets, Licht in ein digitales Signal umzuwandeln, das ausgewertet werden kann, um Aktionen auszul\u00f6sen. Consumer-Kameras enthalten zus\u00e4tzliche Elemente f\u00fcr Speicherung, Anzeige und Bedienung, die industrielle Kameras nicht ben\u00f6tigen.[\/vc_column_text][vc_empty_space height=“50px“ el_id=“ccdcmos“][vc_custom_heading text=“Unterschiede zwischen CCD und CMOS“ font_container=“tag:h2|text_align:center“ use_theme_fonts=“yes“][\/vc_column][\/vc_row][vc_row gap=“35″ equal_height=“yes“][vc_column offset=“vc_col-lg-offset-2 vc_col-lg-4 vc_col-md-6 vc_col-xs-12″][vc_column_text]CCD-Sensoren (Charge-Coupled Device)<\/strong> starten und beenden die Belichtung aller Pixel gleichzeitig, also mit Global Shutter. Die Ladung wird in ein horizontales Schieberegister und dann zum Verst\u00e4rker \u00fcbertragen. Hinweis: Sony hat 2015 das Auslaufen der CCD-Fertigung angek\u00fcndigt und unterst\u00fctzt CCDs nur noch bis 2026.<\/em><\/p>\n

\"Funktionsweise[\/vc_column_text][vc_column_text css=“.vc_custom_1510733090057{margin-top: 32px !important;}“]\"Sony<\/strong><\/p>\n

Merkmale von CCDs:<\/strong>
\nGlobal Shutter. Niedriges Rauschen. Hoher Dynamikumfang. Mittlere Bildraten. Anf\u00e4llig f\u00fcr Smearing.[\/vc_column_text][\/vc_column][vc_column offset=“vc_col-lg-4 vc_col-md-6 vc_col-xs-12″][vc_column_text]Fr\u00fcher konnten CMOS-Sensoren (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor)<\/strong> nur zeilenweise belichten, bekannt als Rolling Shutter. Heute gibt es viele CMOS-Sensoren mit Global Shutter. Spaltenweise integrierte A\/D-Wandler erm\u00f6glichen h\u00f6here Bildraten als bei CCDs. Moderne CMOS-Sensoren haben sich so weit entwickelt, dass sie CCDs bei Bildqualit\u00e4t, Geschwindigkeit und Kosten-\/Nutzen oft erreichen oder \u00fcbertreffen.<\/p>\n

\"CMOS-Sensor\"[\/vc_column_text][vc_column_text css=“.vc_custom_1510733071840{margin-top: 50px !important;}“]\"SonyMerkmale moderner CMOS-Sensoren:<\/strong>
\nModelle mit Global Shutter oder Rolling Shutter. Sehr geringes Rauschen. Hoher bis sehr hoher Dynamikumfang. Sehr hohe Bildraten. Kein Smearing.[\/vc_column_text][\/vc_column][\/vc_row][vc_row][vc_column offset=“vc_col-lg-offset-2 vc_col-lg-8 vc_col-md-12 vc_col-xs-12″][vc_empty_space height=“25px“ el_id=“monocolor“][vc_custom_heading text=“Monochrom- und Farbsensoren“ font_container=“tag:h2|text_align:center“ use_theme_fonts=“yes“][vc_column_text]F\u00fcr Sensoren im sichtbaren Spektrum gibt es zwei Hauptvarianten: Farbe und monochrom. Farbsensoren besitzen unter der Mikrolinse eine zus\u00e4tzliche Schicht, das Farbfilter, das unerw\u00fcnschte Wellenl\u00e4ngen absorbiert. So reagiert jedes Pixel auf eine definierte Farbe. Monochrome Sensoren verwenden kein Farbfilter und sind f\u00fcr alle sichtbaren Wellenl\u00e4ngen empfindlich.[\/vc_column_text][\/vc_column][\/vc_row][vc_row full_width=“stretch_row“][vc_column width=“1\/2″ offset=“vc_col-lg-offset-2 vc_col-lg-8 vc_col-md-12 vc_col-xs-12″][vc_single_image image=“4098″ img_size=“full“ alignment=“center“][vc_column_text]<\/p>\n

\n

Links: monochrome Pixelmatrix. Rechts: Farbmatrix mit Bayer-Pattern<\/strong><\/em><\/p>\n

<\/blockquote]
\nIm Beispiel rechts kommt ein Bayer-Pattern zum Einsatz mit 50 % Gr\u00fcn sowie je 25 % Rot und Blau. Neben dem Bayer-Filter existieren weitere Anordnungen mit anderer Verteilung und Musterung.[\/vc_column_text][vc_empty_space height=“75px“ el_id=“format“][\/vc_column][vc_column offset=“vc_col-lg-offset-0 vc_col-lg-2 vc_col-md-offset-3 vc_col-md-6 vc_col-xs-12″ css=“.vc_custom_1505443129083{margin-bottom: 25px !important;}“][vc_icon type=“openiconic“ icon_openiconic=“vc-oi vc-oi-attach“ css_animation=“fadeIn“ css=“.vc_custom_1501096709235{margin-bottom: 0px !important;}“][vc_custom_heading text=“Hinweis“ font_container=“tag:h2|font_size:18px|text_align:left“ google_fonts=“font_family:Exo%3A100%2C100italic%2C200%2C200italic%2C300%2C300italic%2Cregular%2Citalic%2C500%2C500italic%2C600%2C600italic%2C700%2C700italic%2C800%2C800italic%2C900%2C900italic|font_style:600%20bold%20regular%3A600%3Anormal“ css_animation=“bottom-to-top“ css=“.vc_custom_1502387545990{margin-top: 0px !important;margin-bottom: 9px !important;}“][vc_column_text css_animation=“bottom-to-top“ css=“.vc_custom_1526447275731{margin-left: 25px !important;border-left-width: 2px !important;padding-top: 15px !important;padding-right: 5px !important;padding-bottom: 5px !important;padding-left: 15px !important;border-left-color: #1e73be !important;border-left-style: dotted !important;}“]\"Doppelte
\n
\nBei einigen Sensoren, insbesondere mit sehr kleinen Pixeln, unterst\u00fctzen zus\u00e4tzliche Mikrolinsen die effiziente Lichtsammlung in der Photodiode.<\/span>[\/vc_column_text][\/vc_column][\/vc_row][vc_row full_width=“stretch_row“ full_height=“yes“ parallax=“content-moving“ parallax_image=“7626″ parallax_speed_bg=“1.2″][vc_column offset=“vc_col-lg-offset-2 vc_col-lg-8″][vc_custom_heading text=“Sensorformat“ font_container=“tag:h2|text_align:center“ use_theme_fonts=“yes“][vc_column_text css=“.vc_custom_1510733007288{margin-top: 25px !important;}“]Bildsensoren werden in verschiedenen Formaten angeboten. Aufl\u00f6sung und Pixelgr\u00f6\u00dfe bestimmen die Chipgr\u00f6\u00dfe. Gr\u00f6\u00dfere Sensoren bieten bei gleichem Format entweder mehr Aufl\u00f6sung oder gr\u00f6\u00dfere Pixel. Das Sensorformat ist wichtig f\u00fcr die Objektivwahl. Objektive sind f\u00fcr bestimmte Formate und Aufl\u00f6sungen ausgelegt. Das Format bezieht sich nur auf die aktive Chipfl\u00e4che, nicht auf das gesamte Geh\u00e4use.<\/span>[\/vc_column_text][vc_empty_space height=“575px“][vc_column_text]<\/p>\n

\n

Oben, Sensorformate von links nach rechts: 1\/6″, 1\/3″, 2\/3″, 1″<\/strong><\/em><\/p>\n

<\/blockquote]
\n[\/vc_column_text][vc_empty_space height=“125px“][\/vc_column][\/vc_row][vc_row][vc_column offset=“vc_col-lg-offset-2 vc_col-lg-8 vc_col-md-12 vc_col-xs-12″][vc_empty_space height=“50px“][vc_column_text css=“.vc_custom_1510019013454{margin-top: 10px !important;}“]<\/p>\n

Das Beispiel zeigt einen CMOS-Sensor mit Formatangabe 2\/3″. Die reale Diagonale des Dies betr\u00e4gt jedoch nur 0,43″ (11 mm). Heutige Zollangaben entsprechen nicht der tats\u00e4chlichen Chipdiagonale. Die Bezeichnungen gehen auf Bildaufnahmer\u00f6hren zur\u00fcck, bei denen sich das Ma\u00df auf den Au\u00dfendurchmesser der R\u00f6hre bezog. Die folgende Tabelle enth\u00e4lt g\u00e4ngige Formate mit den realen Diagonalen in Millimetern.<\/p]
\n[\/vc_column_text][\/vc_column][\/vc_row][vc_row][vc_column offset=“vc_col-lg-offset-0 vc_col-lg-2 vc_col-md-offset-3 vc_col-md-6 vc_col-xs-12″ css=“.vc_custom_1505443156650{margin-top: 45px !important;}“][vc_icon type=“openiconic“ icon_openiconic=“vc-oi vc-oi-attach“ align=“right“ css_animation=“fadeIn“ css=“.vc_custom_1501096698900{margin-bottom: 0px !important;}“][vc_custom_heading text=“Hinweis“ font_container=“tag:h2|font_size:18px|text_align:right“ google_fonts=“font_family:Exo%3A100%2C100italic%2C200%2C200italic%2C300%2C300italic%2Cregular%2Citalic%2C500%2C500italic%2C600%2C600italic%2C700%2C700italic%2C800%2C800italic%2C900%2C900italic|font_style:600%20bold%20regular%3A600%3Anormal“ css_animation=“bottom-to-top“ css=“.vc_custom_1502387690989{margin-top: 0px !important;margin-bottom: 9px !important;}“][vc_column_text css_animation=“bottom-to-top“ css=“.vc_custom_1522370283266{margin-right: 25px !important;margin-bottom: 25px !important;border-right-width: 2px !important;padding-top: 15px !important;padding-right: 15px !important;padding-bottom: 5px !important;padding-left: 5px !important;border-right-color: #1e73be !important;border-right-style: dotted !important;}“]\"Videokamerar\u00f6hre\"<\/p>\n

<\/div>\n

Eine historische Videokamerar\u00f6hre. Deren Durchmesser bildet die Grundlage f\u00fcr die heutigen Sensorformat-Bezeichnungen.<\/span><\/p]
\n[\/vc_column_text][\/vc_column][vc_column offset=“vc_col-lg-8 vc_col-md-8 vc_col-xs-12″][vc_single_image image=“6729″ img_size=“450x361px“ alignment=“center“ css=“.vc_custom_1509408934128{margin-top: 75px !important;}“][vc_custom_heading text=“Sensorformat vs. reale Diagonale“ font_container=“tag:h2|font_size:18px|text_align:center“ use_theme_fonts=“yes“ css_animation=“none“ css=“.vc_custom_1509409265117{margin-top: 25px !important;margin-bottom: 25px !important;}“][vc_raw_html]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[\/vc_raw_html][\/vc_column][\/vc_row][vc_row][vc_column offset=“vc_col-lg-offset-2 vc_col-lg-8 vc_col-md-12 vc_col-xs-12″ css=“.vc_custom_1505153447535{margin-top: 45px !important;}“][vc_empty_space height=“15px“ el_id=“pixel“][vc_custom_heading text=“Pixelgr\u00f6\u00dfe des Sensors“ font_container=“tag:h2|text_align:center“ use_theme_fonts=“yes“][vc_column_text]Die Pixelgr\u00f6\u00dfe wird in Mikrometern (\u00b5m) angegeben und umfasst sowohl die Photodiode als auch die umliegende Elektronik. Ein CMOS-Pixel besteht typischerweise aus Photodiode, Verst\u00e4rker, Reset-Gate, Transfer-Gate und Floating-Diffusion. Teile der Schaltung k\u00f6nnen sich Pixel teilen. Die folgende Grafik zeigt ein vereinfachtes Layout eines monochromen und eines Farb-Pixels.[\/vc_column_text][vc_single_image image=“7082″ img_size=“full“ alignment=“center“ css=“.vc_custom_1510020282689{margin-top: 25px !important;}“][vc_column_text]<\/p>\n

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Oben: vereinfachtes Layout eines CMOS-Mono- und Farb-Pixels<\/strong><\/em><\/p>\n

<\/blockquote]
\n[\/vc_column_text][vc_column_text css=“.vc_custom_1502907337987{margin-top: 10px !important;}“]Gr\u00f6\u00dfere Pixel sind in der Regel lichtempfindlicher, da mehr Fl\u00e4che f\u00fcr die Photodiode zur Verf\u00fcgung steht. Steigt bei gleichem Sensorformat die Aufl\u00f6sung, m\u00fcssen die Pixel kleiner werden. Das kann die Empfindlichkeit verringern. Verbesserte Pixelstrukturen, Rauschreduzierung und Bildverarbeitung kompensieren dies zunehmend. F\u00fcr eine fundierte Bewertung sind die spektrale Empfindlichkeit (Quantum Efficiency) und weitere Messwerte ma\u00dfgeblich.[\/vc_column_text][vc_empty_space height=“50px“ el_id=“response“][vc_custom_heading text=“Spektrale Empfindlichkeit von Mono und Farbe“ font_container=“tag:h2|text_align:center“ use_theme_fonts=“yes“][vc_column_text css=“.vc_custom_1510022603500{margin-bottom: 50px !important;}“]Aufgrund konstruktiver Unterschiede zwischen monochromen und farbigen Sensoren sowie unterschiedlicher Herstellertechnologien reagieren Sensoren verschieden stark auf Licht. Ein pr\u00e4ziseres Bild liefert das Spektraldiagramm, auch Quantum-Efficiency-Kurve genannt.<\/p>\n

Die beiden Diagramme zeigen denselben Sensortyp als Mono und als Farbe. Die X-Achse ist die Wellenl\u00e4nge in Nanometern, die Y-Achse die Quantum Efficiency in Prozent. Die meisten Farbkameras verwenden IR-Sperrfilter, um nahes Infrarot zu blockieren. Das reduziert IR-Rauschen und Farb\u00fcbersprechen und entspricht eher der menschlichen Farbwahrnehmung. In manchen Anwendungen ist Bildaufnahme ohne IR-Sperrfilter sinnvoll. Ein Farbsensor ist dennoch nie so empfindlich wie die monochrome Variante.[\/vc_column_text][\/vc_column][\/vc_row][vc_row][vc_column width=“5\/6″ offset=“vc_col-lg-offset-2 vc_col-lg-8 vc_col-md-offset-1 vc_col-md-10 vc_col-sm-offset-1 vc_col-xs-12″][vc_column_text]\"Beispiele[\/vc_column_text][vc_column_text]<\/p>\n

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Oben: zwei Beispielkurven derselben Sensorfamilie. Links Mono, rechts Farbe ohne IR-Sperrfilter<\/strong><\/em><\/p>\n

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\n[\/vc_column_text][\/vc_column][\/vc_row][vc_row][vc_column offset=“vc_col-lg-offset-2 vc_col-lg-8 vc_col_md-12 vc_col-xs-12″ css=“.vc_custom_1505153447535{margin-top: 45px !important;}“][vc_column_text css=“.vc_custom_1502907991600{margin-bottom: 50px !important;}“]Je h\u00f6her die Quantum Efficiency, desto besser nutzt der Sensor das Licht. Die gezeigten Kurven sind Teil der Leistungswerte nach EMVA 1288. Der Standard definiert Mess- und Darstellungsregeln, damit Modelle hersteller\u00fcbergreifend vergleichbar sind. Besuchen Sie die EMVA-1288-Seite<\/a> f\u00fcr weitere Informationen.[\/vc_column_text][\/vc_column][\/vc_row][vc_row][vc_column offset=“vc_col-lg-offset-2 vc_col-lg-8 vc_col_md-12 vc_col-xs-12″][vc_empty_space height=“50px“ el_id=“shutter“][vc_custom_heading text=“Global Shutter versus Rolling Shutter“ font_container=“tag:h2|text_align:center“ use_theme_fonts=“yes“][vc_column_text css=“.vc_custom_1510020607718{margin-bottom: 50px !important;}“]Die Verschlussart ist ein zentrales Sensormerkmal. Die beiden Haupttypen sind Global Shutter<\/strong> und Rolling Shutter<\/strong>. Sie unterscheiden sich in Ablauf und Bildwirkung, insbesondere bei Bewegung von Objekt oder Kamera. Im Folgenden die Funktionsweise und Auswirkungen.[\/vc_column_text][\/vc_column][\/vc_row][vc_row][vc_column offset=“vc_col-lg-offset-2 vc_col-lg-3 vc_col_md-12 vc_col-xs-12″][vc_empty_space height=“25px“][vc_custom_heading text=“Global-Shutter-Timing“ font_container=“tag:h2|font_size:28px|text_align:center“ use_theme_fonts=“yes“ css=“.vc_custom_1502743718969{margin-top: 40px !important;}“][vc_single_image image=“4159″ img_size=“250×250″ alignment=“center“][vc_column_text css=“.vc_custom_1508209861682{margin-top: 25px !important;}“]Beim Global Shutter<\/strong> starten und enden alle Pixel gleichzeitig. Das Auslesen erfolgt dennoch zeilenweise. Das Ergebnis sind verzerrungsfreie Bilder ohne Wobble oder Skew. Global-Shutter-Sensoren sind f\u00fcr sehr schnelle Bewegungen unverzichtbar.[\/vc_column_text][\/vc_column][vc_column offset=“vc_col-lg-offset-1 vc_col-lg-4 vc_col-md-offset-2 vc_col-md-8 vc_col-xs-12″][vc_empty_space height=“75px“][vc_column_text]\"Global-Shutter-Timing\"[\/vc_column_text][\/vc_column][\/vc_row][vc_row][vc_column offset=“vc_col-lg-offset-2 vc_col-lg-3 vc_col_md-12 vc_col-xs-12″][vc_empty_space height=“75px“][vc_custom_heading text=“Rolling-Shutter-Timing“ font_container=“tag:h2|font_size:28px|text_align:center“ use_theme_fonts=“yes“ css=“.vc_custom_1502743711278{margin-top: 40px !important;}“][vc_single_image image=“4137″ img_size=“250×250″ alignment=“center“][vc_column_text css=“.vc_custom_1502816835814{margin-top: 25px !important;}“]Beim Rolling Shutter<\/strong> verschieben sich Reset und Auslesen zeilenweise. Das kann bei Bewegung zeilenabh\u00e4ngige Verzerrungen erzeugen. Rolling-Shutter-Sensoren bieten eine sehr hohe Empfindlichkeit und sind ideal f\u00fcr statische oder langsam bewegte Szenen.[\/vc_column_text][\/vc_column][vc_column offset=“vc_col-lg-offset-1 vc_col-lg-4 vc_col-md-offset-2 vc_col-md-8 vc_col-xs-12″][vc_empty_space height=“125px“][vc_column_text]\"Rolling-Shutter-Timing\"[\/vc_column_text][\/vc_column][\/vc_row][vc_row][vc_column offset=“vc_col-lg-offset-2 vc_col-lg-8 vc_col_md-12 vc_col-xs-12″][vc_empty_space height=“50px“][vc_custom_heading text=“Fazit“ font_container=“tag:h2|font_size:28px|text_align:center“ use_theme_fonts=“yes“ css=“.vc_custom_1510639957781{margin-top: 40px !important;}“][vc_column_text css=“.vc_custom_1511296487303{margin-bottom: 50px !important;}“]Wer neu in der industriellen Bildverarbeitung ist, findet hier einen kompakten Einstieg in Sensorbegriffe und Klassifizierungen. Mit diesem Verst\u00e4ndnis w\u00e4hlen Sie die passende Kamera gezielter aus. Spezifikationen wie Pixelgr\u00f6\u00dfe und Sensorformat beeinflussen auch die Objektivwahl. Neue Sensortechnologien lassen sich so besser einordnen. Wenn Sie Ihre Anforderungen besprechen m\u00f6chten, kontaktieren Sie unser LUCID Vertriebsteam<\/a>.[\/vc_column_text][\/vc_column][\/vc_row][vc_row disable_element=“yes“][vc_column offset=“vc_col-lg-offset-2 vc_col-lg-3 vc_col-md-offset-2 vc_col-md-8 vc_col-xs-12″][vc_empty_space height=“75px“][vc_custom_heading text=“Rolling Shutter mit Global Reset“ font_container=“tag:h2|font_size:28px|text_align:center“ use_theme_fonts=“yes“ css=“.vc_custom_1502747867005{margin-top: 40px !important;}“][vc_column_text css=“.vc_custom_1502916241462{margin-top: 25px !important;}“]\"Rolling<\/p>\n

Rolling-Shutter-Sensoren mit Global Reset<\/strong> starten die Belichtung gleichzeitig f\u00fcr alle Pixel, beenden sie jedoch zeilenweise. Dadurch entsteht ein Helligkeitsverlauf, da untere Zeilen l\u00e4nger belichten als obere. Eine geeignete Licht-Strobe kann Global-Shutter-Verhalten nachbilden. Wichtig ist, dass vor und nach der Strobe kein Fremdlicht einwirkt.[\/vc_column_text][\/vc_column][vc_column offset=“vc_col-lg-offset-1 vc_col-lg-4 vc_col_md-offset-2 vc_col-md-8 vc_col-xs-12″][vc_empty_space height=“125px“][vc_column_text]\"Timing[\/vc_column_text][\/vc_column][\/vc_row][vc_row][vc_column][vc_empty_space height=“200px“][\/vc_column][\/vc_row]<\/p><\/blockquote>\n<\/blockquote>\n<\/blockquote>\n<\/blockquote>\n<\/blockquote>\n<\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Bildsensoren sind zentrale Komponenten in einer Machine-Vision-Kamera. Lernen und verstehen Sie die Sensor-Grundlagen, um gezielt die passende L\u00f6sung auszuw\u00e4hlen.<\/p>\n","protected":false},"author":2,"featured_media":185797,"parent":186067,"menu_order":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","template":"templates\/homepage.php","meta":{"inline_featured_image":false,"footnotes":""},"tags":[2471,1777],"camera_family":[],"class_list":["post-185790","page","type-page","status-publish","has-post-thumbnail","hentry","tag-sensor-technology-de","tag-tech-brief-de"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/staging.thinklucid.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/185790","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/staging.thinklucid.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/pages"}],"about":[{"href":"https:\/\/staging.thinklucid.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/page"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/staging.thinklucid.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/staging.thinklucid.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=185790"}],"version-history":[{"count":5,"href":"https:\/\/staging.thinklucid.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/185790\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":186075,"href":"https:\/\/staging.thinklucid.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/185790\/revisions\/186075"}],"up":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/staging.thinklucid.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/186067"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/staging.thinklucid.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media\/185797"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/staging.thinklucid.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=185790"}],"wp:term":[{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/staging.thinklucid.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=185790"},{"taxonomy":"camera_family","embeddable":true,"href":"https:\/\/staging.thinklucid.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/camera_family?post=185790"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}