Digicams mit BSI-CMOS-Sensor: 1000-fps-Videos, 30 Fotos pro Sekunde und 3D

Nachlassende Bildqualität bei schwierigen Lichtverhältnissen und niedrige Geschwindigkeit sind die zwei größten „Probleme“ von Kompaktkameras. Mit rückseitig belichteten CMOS-Sensoren versprechen die Hersteller Abhilfe. Wir nehmen die Technologieveränderung unter die Lupe und sehen uns nach Kameras mit den sogenannten BSI-Sensoren um.

Videos mit 1000 fps, 30 Fotos mit voller Auflösung pro Sekunde, 3D-Panoramen aus dem Handgelenk, scharfe und rauschfreie Bilder auch bei Nacht, Full-HD-Videoclips mit 1920 mal 1080 Pixeln, HDR-Aufnahmen mit einem einzigen Druck auf den Auslöser und so weiter und so fort – von den Datenblättern, wie sie aktuelle Kompaktkameras zu bieten haben, konnte man vor wenigen Jahren nur träumen.

CCD gegen CMOS

Bei Spiegelreflexkameras haben CMOS-Sensoren schon lange das Ruder in die Hand genommen. Bei Kompaktkameras verdrängen sie die CCDs jedenfalls im mittleren bis oberen Preisbereich erst seit wenigen Monaten in zunehmendem Maße. Der Unterschied zwischen den beiden Technologien besteht im Wesentlichen darin, dass CCD-Chips zeilenweise ausgelesen werden und CMOS-Lichtfänger pixelweise. Bei CCDs verfügt eine Zeile über einen Signalverstärker, bei CMOS-Sensoren besitzt jeder Pixel eine eigene Verstärkungsschaltung.

Das Problem bei der aufwändigeren CMOS-Elektronik besteht darin, dass sie auf dem Chip selbst untergebracht ist – und damit Platz wegnimmt, der eigentlich für das einfallende Licht genutzt werden sollte. Bei digitalen Spiegelreflexkameras sind die Bildsensoren so groß, dass die Verstärkerschaltungen im Verhältnis zum vergleichsweise riesigen Pixel nicht ins Gewicht fallen. Nachdem die Lichtfänger von kompakten Digicams rund 13 Mal kleiner sind, ist der Effekt hier deutlich stärker.

Wer wissen möchte, was für Auswirkungen ein kleiner Bildsensor hat, braucht bloß ein Handyfoto im Dunkeln schießen – wetten, es ist gnadenlos verrauscht? Aufgrund der geringen Fläche muss die Handykamera die Ausleseempfindlichkeit stark nach oben regeln, und dadurch kommt es zu Bildfehlern.

CMOS und BSI-CMOS

Sony brachte mit seinem Kompaktkamera-Duo Cyber-shot DSC-WX1 und TX1 den CMOS-Stein endgültig ins Rollen. Der entscheidende Unterschied bei den beiden Modellen klingt so primitiv, dass es schon beinahe lächerlich wirkt: Die Ausleseelektronik – sprich, die ganze Verdrahtung und Verstärkerschaltungen – befinden sich nicht mehr vor, sondern hinter der lichtempfindlichen Fläche und stehen den einfallenden Photonen nicht mehr im Weg herum. Ergo wächst der Platz fürs Licht, und das ist gut für die Bildqualität.


Beim konventionellen Sensor (links) bleibt ein Teil des einfallenden Lichts an der Ausleseelektronik hängen. Damit steht weniger Platz für einfallendes Licht zur Verfügung, und die Bildqualität nimmt ab (Bild: Sony).

Was auf dem Papier (oder hier dem Bildschirm) so einfach klingt, war in der Praxis allerdings alles andere als leicht umzusetzen. Das größte Problem bestand anscheinend darin, die Silikonwafer – also die Trägerstruktur für die Elektronik – ausreichend dünn herzustellen und gleichzeitig die Kosten in Grenzen zu halten. Das jedenfalls ist einem Interview mit dem BSI-Pionier Omnivision und einem Artikel bei ElectroIQ zu entnehmen. Der Durchbruch auf dem Markt gelang schließlich Sony mit den Exmor-R-Sensoren. Wir haben bei dem japanischen Konzern bezüglich des Herstellerungsprozesses nachgefragt und werden den Artikel aktualisieren, sobald wir eine Antwort erhalten haben.


Je kleiner das Auflagemaß, – also der Abstand zwischen Objektivrückseite und Bildsensor – ist, desto flacher trifft das Licht auf den Sensor. BSI-Chips bieten mehr Flexibilität beim Einstrahlungswinkel und ermöglichen damit kompaktere Kameras (Bild: Sony).

Neueste Kommentare 

Noch keine Kommentare zu Digicams mit BSI-CMOS-Sensor: 1000-fps-Videos, 30 Fotos pro Sekunde und 3D

Schreib einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind markiert *