Sprecher:
Markus Bausewein
Andreas Miesauer
Intro/Outro: Inka
Inhalt der Folge:
Besondere CMOS
- Sensor Formate:
- Der kleinste aktuelle Sensor (derzeitiger Weltrekord)
- gängige Formate
- Der größte derzeit bekannte Sensor
- Filterarten
- Global Shutter / Rolling Shutter
Bei einem Global Shutter werden mehr Transistoren/Pixel benötigt als bei einem Rolling Shutter. Das geht zu Lasten der Bildqualität, da die lichtempfindliche Fläche mehr eingeschränkt wird. Dafür sind Rolling Shutter Sensoren tendenziell günstiger. Bei Spiegelreflex Kameras werden meist Rolling Shutter Senoren eingesetzt da hier noch ein mechanischer Verschluss verwendet wird und ein Global Shutter überflüssig wird.
- Spezielle Typen von CMOS Sensoren:
- Logarithmischer CMOS oder HDRC (High-Dynamic-Range-CMOS)
Beim logarithmischen CMOS wird die Ausgangskennlinie des Sensors logarithmisch ausgelegt. Die kann z.B. durch eine Kombination einer Fotodiode mit einem Feldeffekttransistor für jeden Bildpunkt geschehen.
Dadurch können sehr kleine Lichtmengen ebenso wie sehr große Lichtmengen detektiert werden. Es ist also nahezu unmöglich den einzelnen Bildpunkt zu übersteuern. Damit kann man z.B. in eine Lichtquelle, die Sonne oder auf einen (reflektierten) LASER-Strahl schauen und kann sowohl in den hellen als auch in den dunklen Bildbereichen ein Signal messen.
Nachteile dieser Sensoren sind z.B. fehlender Global Shutter, starkes Nachleuchten oder eine Temperaturabhängigkeit des Ausgangssignals.
Logarithmische CMOS haben in der Regel ein feststehendes Dunkelrauschen, welches durch unterschiedliche Offsets der einzelnen Pixel verursacht wird.
Diese Nachteile können durch eine spezielle Form dieses Sensortyps reduziert werden:
Der LinlogTM -Sensor einer Schweizer Firma (photonfocus): Dieser Sensortyp vereint beide Kennlinien in einem System. Er kann für geringe Lichtintensitäten linear betrieben werden und für hohe Leuchtdichten mit logarithmischer Kennline. Im linearen Modus liegt der Dynamik-Bereich bei 60dB, im logarithmischen bei 120 dB. Der Nachteil dieser LinlogTM Technologie ist, dass für jede Belichtungssituation der Übergang von linearem zu logarithmischem Betrieb neu festgelegt werden muss.
Eine weitere spezielle Variante logarithmischer CMOS Sensoren ist von der Firma IDS, der Logarithmische HDR-Sensor mit Solarzellentechnologie (µEye-Kamera). Hier werden anstelle der Photodioden kleine Solarzellen als lichtempfindliche Elemente verwendet, die bereits eine logarithmische Kennlinie besitzen. Dieser Typ reduziert die Nachteile der beiden zuvor genannten Varianten. Er hat kein feststehendes Dunkelrauschen, da jeder Pixel an sich eine eigene logarithmische Kennlinie aufweist, und der jeweilige Dunkelstrom vor der Bildaufnahme durch einen Reset ausgelesen wird. Das Auslesen erfolgt im Rolling-Readout – Zeilenweise.
Diese Kameraarten werden in der Regel als Schwarz-Weiß Kamera oder Graustufen- Kamera realisiert.
Anwendungsbereiche können z.B. Kameras für Laser-Triangulation, Überwachungskameras (Gebäude, Umfeld), Schweißvorgangsüberwachung oder Verkehrsüberwachungskameras sein.
Weiterer CMOS-Vorteil: Höhere Strahlenfestigkeit in Radioaktiver Umgebung als bei CCD
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Die Intro- und Outromusik wurde mit Groovepad erstellt. Link
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