Beeldsensoren

Beeldsensoren zijn elektronische sensoren die licht omzetten in elektrische signalen en zo digitale beelden mogelijk maken in camera’s, scanners en vele andere imaging-toepassingen. Ze bestaan uit een raster van fotodiodes dat bij elke pixel een lading genereert afhankelijk van de lichtintensiteit. Na opname wordt deze lading uitgelezen via een read-outcircuit en omgezet in digitale pixelwaarden.

De twee belangrijkste technologieën zijn CCD (charge-coupled device) en CMOS (complementary metal-oxide-semiconductor). CCD-sensoren transporteren de lading over het chip naar één of enkele uitleespunten, leveren vaak hoge beeldkwaliteit en lage ruis, maar verbruiken meer stroom en kosten. CMOS-sensoren verwerken de signalen direct op de chip, wat kosten, formaat en energie-efficiëntie verhoogt; de beeldkwaliteit is in de loop der jaren aanzienlijk verbeterd.

Sensoren variëren in formaat van kleine 1/3" of 1/2.3" sensoren tot grotere APS-C- en full-frame-formaten, met Micro Four Thirds als een populaire tussenoplossing. Pixelgrootte, microlenzen en kleurfilters (meestal een Bayer-filter) beïnvloeden gevoeligheid, dynamisch bereik en kleurweergave. Belangrijke prestatie-indicatoren zijn quantum efficiëntie, dynamisch bereik, leesruis en kleurprecisie. Ontwikkelingen als backside-illuminated sensoren, stacked/3D-geïntegreerde sensoren en global shutter verbeteren gevoeligheid, snelheid en bewegingsprestaties. Toepassingen omvatten consumentenkamers en smartphones, beveiligingscamera’s, automotive, machine vision, medische beeldvorming en wetenschappelijk onderzoek.