Bildsensorval

Bildsensorval bezeichnet den Prozess der Auswahl eines Bildsensors für ein digitales Bildgebungssystem. Ziel ist es, einen Sensor zu identifizieren, der die geforderten Bildqualitäten, Leistungsmerkmale und Betriebsbedingungen unter Berücksichtigung von Kosten, Verfügbarkeit und Lebenszyklus erfüllt.

Zur Wahl stehen überwiegend CMOS- und CCD-Sensoren. CMOS ist heute dominant aufgrund geringerer Leistungsaufnahme, integrierter Signalkette und besserer Skalierbarkeit. Wichtige Optimierungen umfassen Backside-Illumination (BSI), größere Quantenwirkungsgrade und globale Verschlussoptionen, die Bewegungsunschärfen reduzieren.

Sensorformate reichen von kleinen 1/3- und 1/2,3-Zoll-Formaten bis zu APS-C- und Vollformatsensoren. Die Pixelgröße, Auflösung und das dynamische Verhalten bestimmen Detailauflösung, Rauscharmut und Low-Light-Fähigkeiten. Das Farbinterpolationsmuster (typisch Bayer) sowie Spektralempfindlichkeit beeinflussen Farbtreue und Belichtungsverhalten.

Wesentliche Leistungskennzahlen sind Dynamikbereich, Rauschpegel, Signal-Rausch-Verhältnis, Quanteneffizienz, Global- versus Rolling-Shutter, Frame-Rate, Bandbreite und Stromverbrauch. Die Wahl berücksichtigt auch Kalibrierung, Farb- und Geometrie-Charakterisierung sowie Integration mit einer Bildverarbeitungs- oder ISP-Pipeline.

Bei der Systemintegration spielen Objektivkompatibilität, Kühlung, Schnittstellen (z. B. CSI-2, USB, PCIe) und Datenverarbeitung eine Rolle. Anwendungsgebiete umfassen Consumer-Kameras, Smartphones, Videoüberwachung, Automobil- und Medizinbildgebung sowie wissenschaftliche Instrumente.

Der Entscheidungsprozess beginnt mit der Festlegung der Anforderungen, gefolgt von einer Abwägung von Kosten, Verfügbarkeit, Zuverlässigkeit und Lebenszyklus. Üblicherweise werden potenzielle Sensoren in Prototypen getestet, bevor eine Serienentwicklung festgelegt wird.

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