Bildsensor

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CCD-Sensor auf flexibler Leiterplatte
Bildsensor und Hauptplatine einer Nikon Coolpix L2 6MP
Schematischer Aufbau in einer Fotokamera

Ein Bildsensor ist eine Vorrichtung zur Aufnahme von zweidimensionalen Abbildern aus Licht auf elektrischem oder mechanischem Wege. In den meisten Fällen werden halbleiterbasierte Bildsensoren verwendet, die Licht bis ins mittlere Infrarot aufnehmen können. Es existieren aber auch zweidimensionale Halbleiterdetektoren für die Aufnahme hochenergetischer ionisierender Strahlungsarten wie Röntgen- und Gammastrahlung.

Technische Lösungen zur Aufnahme eines Bildes im sichtbaren Bereich bis zum Infrarot beruhen oft auf zweidimensionalen Anordnungen (Arrays), deren Signale elektronisch ausgelesen werden. Insbesondere bei Infrarot bezeichnet man diese auch als Focal Plane Array (FPA).

Bauformen[Bearbeiten]

Beispiele für Bildsensoren im sichtbaren Bereich und im nahen Infrarot:

Beispiele für Bildsensoren für andere Spektralbereiche:

Bildwandlerröhren und Restlichtverstärker, auch die Mikrokanalplatte (MCP) dienen der Verstärkung eines Bildsignales oder dessen Umwandlung in sichtbares Licht; sie werden nicht als Bildsensor bezeichnet, obwohl sie oft wesentliche Merkmale eines solchen haben.

Nanosensoren[Bearbeiten]

Hierbei handelt es um spezielle, sehr kleine Sensoren, um kleine Abbildungen mit hoher Auflösung zu scannen, wie bei elektronischen Lichtmikroskopen oder Refraktiometern. Eigenschaften:

  • Sehr geringe Pixelgröße
  • Hohe optische Auflösung
  • Geringe Empfindlichkeit
  • Geringe Dynamik

Röntgensensoren[Bearbeiten]

Hierbei handelt es um mit einer strahlungsempfindlichen Schicht versehene Detektoren für digitales Röntgen (TFA-Sensor). Eigenschaften:

  • Hohe Pixelgröße
  • Geringe optische Auflösung
  • Hohe Empfindlichkeit
  • Mittlere Dynamik

Digitale Fotografie[Bearbeiten]

Sensorgrößen und -formate[Bearbeiten]

Vergleich gängiger Sensorformate
Vergleich gängiger Sensorformate

In nebenstehender Grafik sind gängige Sensorgrößen dargestellt, die in digitalen Video- und Fotokameras zum Einsatz kommen. Lässt man die Mittelformatsensoren außer Betracht, ist zwischen dem kleinsten und dem größten Sensor, die in Kompakt- und Spiegelreflexkameras verwendet werden, ein 56-facher Größenunterschied (bezogen auf die Sensorfläche) erkennbar. Dieser Unterschied ist einer von mehreren Faktoren, welche die Bildqualität beeinflussen. Der Preis für die Sensorchips steigt mit der Sensorfläche.

Auswahl einiger gängiger Formate[Bearbeiten]

Format Bilddiagonale
Micro-Four-Thirds und Four-Thirds 21,633 mm
APS-C und DX 27−28 mm
FX (Vollformat) 43,267 mm

Bildauflösung und Pixelanordnung[Bearbeiten]

In der Digitalfotografie wird die gerundete Gesamtzahl der Bildpunkte in Megapixeln (MP) als Anhaltspunkt für die theoretisch erreichbare Auflösung angegeben. Die tatsächliche Auflösung hängt aber von vielerlei Faktoren ab – die Pixelanzahl allein lässt keine Qualitätsaussage zu. Gab es anfangs fast nur das Seitenverhältnis 4:3, gibt es nun zunehmend auch das 3:2-Format des klassischen Kleinbilds sowie Kameramodelle mit 16:9-Format.

Weblinks[Bearbeiten]

 Commons: Kamerasensoren – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien
 Wikibooks: Bildsensoren – von Markus Bautsch