| Was macht den Unterschied
zwischen einem CMOS- und einem CCD-Bildsensor in einer Digitalkamera?
Beide, CCD (charge-coupled device) und CMOS
(complimentary metal-oxide semiconductor) Sensoren haben die selbe Aufgabe -
sie sollen Licht in Elektronen umwandeln und funktionieren nach dem gleichen
physikalischen Gesetz, dem fotoelektrischen Effekt. Allerdings werden die
digitalen Bilder durch unterschiedliche Technologien aus den lichtempfindlichen Pixeln gewonnen,
sehen Sie nachfolgend die daraus resultierenden Vor- und Nachteile. |
| Merkmal | CMOS | CCD |
| Auslesevorgang |
jedes Pixel einzeln-Abruf von Bildteilen-digitaler Zoom |
zeilenweise, siehe auch Blooming |
| Herstellung |
Technologie von Prozessoren u. Speichern, daher hochentwickelt u. kostengünstig |
eigene Technologie, drei Mal teurer |
| Integration |
Ausleseelektronik u. Verstärkung im Pixel, Analog-Digitalwandlung, Bildkontrolle, Verschlußautomatik, Taktung, Weißabgleich auf dem Sensorchip, eine Versorgungsspannung |
Verarbeitung der Signale u. Kontrollfunktionen außerhalb des Sensors-weitere Chips mit unterschiedlichen Versorgungsspannungen notwendig |
| lichtaktive Fläche (Füllfaktor) |
70% des Pixels, wird aber durch Mikrolinsen erhöht-fokussieren das gesamte Licht vom Pixel auf lichtaktive Fläche |
100% des Pixels, weil Logik ausgelagert |
| FPN-Fixed Pattern Noise |
Rauschen durch unterschiedliche Signalverstärkung der einzelnen Pixel, kann teiweise unterdrückt werden, weil es gerätespezifisch ist |
tritt nicht auf, weil für jeden Pixel der gleiche Verstärker arbeitet |
| Blooming-weiße Streifen im Bild |
nicht möglich, weil Ladung jedes Pixels sofort in Spannung umgewandelt wird |
bei zu hohem Lichteinfall ist das Pixel gesättigt und Ladungen springen auf angrenzende Pixel bevor sie mit der Ableitung an der Reihe sind |
| Dynamik-Verhältnis Sättigungsgrenze Lichtempfindlichkeit |
gering wegen hohem Rauschen |
doppelt so hoch, weil wenige rauscharme Transistoren Signal verstärken |
| Stromverbrauch |
gering wegen der niedrigen Transistorarbeitsspannung |
hoch wegen unterschiedlicher Arbeitsspannungen und längerer Leitungen |
| Geschwindigkeit |
hoch, wegen Integrierung der Kamerafunktionen auf dem Sensor |
gering, weil Signal- und Stromzuführungen zu lang sind |
