Bildsensor

FUNKTIONSWEISE EINES CMOS-BILDSENSORS

Ein CMOS ist eine Halbleiterkomponente, die durch eine Linse eintretendes Licht in digitale Daten umwandelt und diese in Form eines Bildes ausgibt. Wie CPU oder DRAM sind auch CMOSs auf einem Siliziumwafer angeordnet. Auf der Oberfläche befinden sich Fotodioden, deren Anzahl der Gesamtpixelanzahl entspricht. Wenn Licht auf einen CMOS auftrifft, wandelt es die dabei entstehenden Elektron-Loch-Paare in elektrische Signale um und liest diese Signale als Daten ein, indem die elektrische Ladung durch eine Transferelektrode umgewandelt wird.
Da Fotodioden keine Farben erkennen können, werden die Farbinformationen mittels Farbfiltern oder mithilfe eines Prismas reproduziert. Die Farbinformationen können mittels Berechnung durch einen Primärfarbenmodus generiert werden, der mit Primärfarbfiltern für Rot (R), Grün (G) und Blau (B) arbeitet, oder durch einen Komplementärfarbenfiltermodus, der ein Bild mit Filtern für die Farben Cyan (C), Magenta (M), Gelb (Y) und Grün (G) erzeugt.
Im Allgemeinen wird durch den Primärfarbenmodus ein dunkleres Bild erzeugt, aufgrund der höheren Farbsättigung jedoch mit einer besseren Farbwiedergabe. Diese Funktion wird als hohe Farbreproduzierbarkeit bezeichnet.

CMOS : Der CMOS-Sensor besteht aus Mikroobjektiven, Farbfiltern und Fotodioden.

CMOS-Pixel

Die Pixelanzahl eines CMOS-Sensors kann als Gesamtpixel, gültige Pixel und effektive Pixel ausgedrückt werden.
Gesamtpixel: Ein CMOS-Sensor besteht aus Pixeln, die die Helligkeit und die Farben repräsentieren, aber selbst keine Bilder erzeugen. Als Gesamtpixel werden sämtliche Pixel einschließlich der gültigen und effektiven Pixel bezeichnet.
Gültige Pixel: Ein Farb-CMOS bestimmt eine Farbe, indem es ein Pixel mit den Pixeln in dessen Umgebung vergleicht. Der CMOS-Sensor setzt sich aus Pixeln zusammen, die die Farbgrundlagen repräsentieren, aber selbst keine Bilder ausgeben. Die für die Farbgrundlagen verwendeten Pixel werden als gültige Pixel bezeichnet.

WIEDERGABE DIGITALER BILDER

Ein Digitalmikroskop wandelt das mit dem Objektiv aufgenommene Bild mittels eines Bildsensors in digitale Signale um.
Digitale Signale werden berechnet und als Bild reproduziert, das auf dem Monitor angezeigt wird.

Funktionsweise der digitalen Bildwiedergabe

LEISTUNG DER DIGITALEN BILDWIEDERGABE (BILDSCHIRM- UND FARBAUFLÖSUNG)

Die Leistung der digitalen Bildwiedergabe misst sich an der Bildschirm- und der Farbauflösung.
Die Bildschirmauflösung ist ein Maß für die Anzahl der Pixel pro Bild und definiert das Auflösungsvermögen in horizontaler Richtung. Bei größeren Bildschirmauflösungen werden in einem Bereich mehr Details angezeigt. Die Farbauflösung kennzeichnet die feinen Unterschiede bei Helligkeit und Farbton, die von jedem Pixel eines digitalen Bildes dargestellt werden können.

Anzahl der Pixel in Richtung der X- und der Y-Achse = Bildschirmauflösung, Von jedem Pixel darstellbare Farbund Helligkeitsstufen = Farbauflösung