CCD- vs. CMOS-Sensoren

[Kogan]

Ich lese hier immer wieder, daß CMOS Sensoren weniger rauschen z. B. im Vergleich D40 - D90. Allgemein werden hierfür die Sensoreigenschaften als Begründung angeführt.
Nachdem ich mal in der Wikipedia zum Thema Sensoreigenschaften nachgeschaut haben, bin ich auf hierzu widersprüchlichen Angaben gestoßen. Ist es nun falsch, was in der WP steht, oder muß man die Aussagen anderweitig relativieren? Wie kommt dieses Ergebnis zustande?

Zitat Wikipedia:

Vorteile (der CMOS-Sensoren)

* Geringerer Stromverbrauch
* Geringere (Geräte)Baugröße, durch Integration der Auswertelogik auf demselben Chip (System on a Chip)
* Manche Verarbeitungsschritte können gleich im Pixel-Verstärker vorgenommen werden, z. B. Logarithmierung beim HDRC-Sensor (engl. high dynamic range CMOS).
* Durch separate Verarbeitung jedes Pixels (Umwandlung von Ladungen in Spannungen):
o Sehr hohe Bildraten im Vergleich zu einem CCD gleicher Größe (schnelle Vorschau-Ansicht, Video-Funktion)
o Flexibler auszulesen durch direkte Adressierung (Binning, mehrfaches Auslesen, gleichzeitiges Auslesen mehrerer Pixel)
o Stark begrenzter Blooming-Effekt

Nachteile

* Separate Umwandlung der Ladung in Spannung für jedes Pixel und Integration der Auswertelogik führt zu:
o Größeren Empfindlichkeitsunterschiede zwischen den Pixeln (Uniformität) durch Fertigungstoleranzen, was bei Bayer-Sensoren zu einem stärkeren Farbrauschen führt, und
o einem geringerem Füllfaktor (Verhältnis der fotoempfindlichen zur gesamten Pixelfläche), mit der Folge einer insgesamt schlechteren Lichtempfindlichkeit.


===> Diesen Aussagen zur Folge müßte das Rauschverhalten eher ein Nachteil von CMOS Sensoren sein

Grüße
Martin

 

[MasterFX]

AW: CCD vs. CMOS Sensoren

Ja rein theoretisch rauscht ein CMOS wohl mehr, aber wenn man sich hier mal den Vergleich anguckt (die Pentax K200 hat einen CCD im APS-C Format) dann ist das nicht wirklich besser: http://www.dpreview.com/reviews/pentaxk200d/page15.asp

 

[alotlunch]

AW: CCD vs. CMOS Sensoren

Mittlerweile sind die Unterschiede irrelevant, das mit dem Rauschen stammt noch aus der Vorzeit

 

[kaha300d]

AW: CCD vs. CMOS Sensoren

Mittlerweile sind die Unterschiede irrelevant, das mit dem Rauschen stammt noch aus der Vorzeit

und wie sieht es mit dem Blooming bei Langzeitbelichtungen aus? auch keine Unterschiede mehr? Canons G11 macht da im Blaukanal Probleme.

Gruß,

Karl-Heinz

 

[jar]

AW: CCD vs. CMOS Sensoren

wenn ich Stromverbrauch CCD gegenüber CMOS betrachte, dann sollte CMOS klar im Vorteil sein, CMOS deutlich geringerer Stromverbrauch = weniger Erwärmung = weniger Stromrauschen

ich habe ja noch einen CCD der rauscht reichlich ISO bedingt oberhalb 200 nutzbar, allerdings ist der Vergleich mit 8 Jahre jüngeren CMOS wohl unfair, aber was solls, das Rauschen wird überbewertet, scanne ich meine 400 ISO Bilder sehe ich Korn statt Rauschen also scheint digital nicht schlechter, es wird nur gerne schlechter geredet

 

[Unclefish]

AW: CCD vs. CMOS Sensoren

Hi !

Zitat Canon http://www.usa.canon.com/uploadedimages/FCK/Image/White%20Papers/Canon_CMOS_WP.pdf:

CMOS sensors generally have the disadvantage of generating more electrical noise than CCDs, which can result in poor image quality. There are unavoidable fluctuations in the performance of the millions of photodiodes and amplifiers incorporated into a CMOS sensor, and the tiny differences in performance result in noise in the output image. To overcome this problem, Canon developed on-chip technology to record the noise of each pixel before exposure, and automatically subtract such noise from the image when it is created. The incorporation of noise reduction enables the reading of a noise-free signal. This on-chip circuitry can be added only to CMOS sensors, not CCDs, because of the differences in the way the two are manufactured.

Auf deutsch (Zusammenfassung):CMOS Sensoren haben den Nachteil eines erhöhten Rauschens gegenüber CCDs. Canon hat eine On-Chip Technolgie entwickelt, die das Rauschen vor der Belichtung aufzeichnet und dieses nach der Aufnahme von dem Bild subtrahiert. Diese technik ermöglicht rauschfreie Bilder. Das geht aus technologischen Gründen nicht bei CCD-Sensoren.

Gruß, Ralf

 

[TheSoulhunter]

AW: CCD vs. CMOS Sensoren

Ja, CMOS Sensoren haben bei gleichen Dimensionen einen schlechteren SNR als CCDs, aber... Da CCD Sensoren meist in Kompakt Kameras (-> kleine Sensoren) verbaut werden, CMOS Sensoren jedoch in DSLRs (-> große Sensoren) schaut die Sache schon wieder anders aus... Größerer Sensor -> Mehr Licht pro Pixel -> weniger Signalverstärkung nötig -> Saubereres Signal / Weniger rauschen!

 

[Kogan]

AW: CCD vs. CMOS Sensoren

Genau das ist das Problem. Hier im Forum wird behauptet, dass die D90 trotz höherer Pixelmenge weniger rauscht als die D40. Als Begründung wird angeführt, die D90 hat einen CMOS, der angeblich bei geringem ISO mehr und bei hohem ISO weniger rauscht als der CCD der D40.
Wie paßt das zusammen?

Wohlgemerkt, hier werden 2 DSLRs mit derselben Sensorgröße vergleichen.

 

[TheSoulhunter]

AW: CCD vs. CMOS Sensoren

Mögliche Ursachen:

- Neuere Sensor Generation des CMOS im Vergleich zum CCD (D90 ist neuer als die D40, oder?)
- Die interner Rauschreduktion ist bei der D90 evtl. besser und/oder stärker als bei der D40
- Vielleicht ist der CMOS der D90 einfach "besser konstruiert" als der CCD der D40
- Der Sensor der D40 wird evtl. wärmer als der der D90 -> Mehr Rauschen

 

[ManniD]

AW: CCD vs. CMOS Sensoren

Die D40 hat für ihre 6 MP CCD-Sensor ein sehr gutes Rauschverhalten. In der 100% Ansicht liegt es wohl gleich auf mit der D90. Erst wenn man beide Kameras bei gleicher Ausgabengröße vergleicht, sieht man den Vorteil der D90. Schau dir hierzu auch die Ergebnisse auf DxOMark an: >>klick mich<<
Bei SNR 18%(screen) sieht man das die D90 und D40 in etwa gleich liegen und die D60 mit ihrem CCD-Sensor abfällt. Schaltet man jetzt die Ansicht auf Print um, sieht man, das jetzt D60 und D40 in etwa gleich liegen und die D90 besser wegkommt. Sowohl die D60 wie auch die D90 bringen ihre MP positiv zur Geltung.
Weiterer Vorteil der D90 ist, man kann bei JPEG's ooc eine Rauschunterdrückung aktivieren die dann ab ISO800 das Bild positiv in Richtung D90 verrückt. Die D40 hat sowas noch nicht.

 

[Kogan]

AW: CCD vs. CMOS Sensoren

Danke für den Hinweis. Ich habe eine D40 und IMHO kann ich eine Rauschunterdrückung aktivieren/deaktivieren. Wenn mich nicht alles täuscht, steht sogar im Handbuch, dass die erst ab ISO800 wirksam ist. Bin mir aber da nicht ganz sicher weil ich am Arbeitsplatz nicht nachschauen kann.


Grüße
Martin

 

[ManniD]

AW: CCD vs. CMOS Sensoren

Danke für den Hinweis. Ich habe eine D40 und IMHO kann ich eine Rauschunterdrückung aktivieren/deaktivieren. Wenn mich nicht alles täuscht, steht sogar im Handbuch, dass die erst ab ISO800 wirksam ist.

Ja scheint so. Ich dachte die D40 hätte nur die Rauschreduzierung für Langzeitbelichtungen länger 1sec..
Dennoch kann man bei der D90 wesentlich umfangreicher eingreifen. Man kann dort die Rauschreduzierung 3 stufig einstellen. Zudem verfügt die D90 über eine wesentlich neuere und verfeinerten JPEG-Engine und dementsprechend auch über eine bessere Rauschreduzierung.

 

[zzzip]

===> Diesen Aussagen zur Folge müßte das Rauschverhalten eher ein Nachteil von CMOS Sensoren sein

Die Argumente sind exakt richtig, aber es fehlt an Kontext. Die kleinere lichtempfindliche Fläche wird z.B. durch Microlinsen ausgeglichen. Schlechtere Uniformität kann durch Biasframeabzug ausgeglichen werden. Dunkelstrom kann durch Kühlung unterdrückt werden (und ist für Tageslichtfotografie sowieso weitgehend uninteressant). Bei CCDs hängt das Rauschen von der Auslesegeschwindigkeit ab. Wenn man nicht lange warten kann, ist es hoch, etc pp.

In der Summe der Eigenschaften einer kommerziell erfolgreichen DSLR sieht der CMOS halt besser aus. Wenn Nutzbarkeit und Geld keine Rolle spielen, werden nach wie vor CCDs verwendet, z.B. in der Astronomie. Auch gibt es CCDs, die gar kein Ausleserauschen mehr haben, z.B. EmCCDs, die sich aber nur für kontrollierte Lichtbedingungen eignen, z.b. Mikroskopie, Nachtsichtgeräte.

 

[TheSoulhunter]

Hab noch was Lesestoff zum Thema gefunden...

 

[Kogan]

AW: CCD vs. CMOS Sensoren

Ja scheint so. Ich dachte die D40 hätte nur die Rauschreduzierung für Langzeitbelichtungen länger 1sec..
Dennoch kann man bei der D90 wesentlich umfangreicher eingreifen. Man kann dort die Rauschreduzierung 3 stufig einstellen. Zudem verfügt die D90 über eine wesentlich neuere und verfeinerten JPEG-Engine und dementsprechend auch über eine bessere Rauschreduzierung.

Wenn man RAW fotografiert, ist das wieder irrelevant aber nichtsdestotrotz hast Du sicher Recht, das wollte ich nicht abstreiten.
Summasummarum ist die D40 trotzdem eine brauchbare Kamera mit der man gute Bilder machen kann. Mich haben die technischen Fragen einfach nur interessiert.

Grüße
Martin