Sensorverschleiß?

[flat erik]

Wenn der Sensor schon bei mehreren Stunden intensivem Lichteinfall an Brillanz verliert, wieso funktionieren kompakte Digitale (mit Liveview meine ich natürlich) dann auch noch nach Jahren beinahe einwandfrei?

Ich kann mich nicht erinnern dass das bewiesen wurde. Es wird lediglich darüber spekuliert ob es so sein KÖNNTE.

 

[Christof Abt]

Hallo Flat Erik,

ich meine nichtflüchtige Halbleiterspeicher, wo man Elektronen unter einer Oxidschicht einsperrt. Dieses Prinzip wird zum Beispiel in Speicherkarten verwendet. Auch Mikrokontoller speichern so ihre Programm. Werden tatsächlich ferroelektrische Speicher in USB Sticks verwendet? Das überrascht mich sehr. Die Dinger sind mir noch nie untergekommen. Funktioniert sowas nicht eher nur im Labor und die marktreifen Produkte sind nioch weit weg?

Gruß

 

[Christof Abt]

Hallo Sniper,

Löschen oder Beschreiben mit einer 0 sind bei einer Flash Speicherzelle identische Vorgänge.

Gruß Christof

 

[Preamp]

Werden tatsächlich ferroelektrische Speicher in USB Sticks verwendet? Das überrascht mich sehr. Die Dinger sind mir noch nie untergekommen. Funktioniert sowas nicht eher nur im Labor und die marktreifen Produkte sind nioch weit weg?

@flat erik: Sowas kannst du dir im Technikmuseum in Berlin angucken




Ps: Z23

 

[flat erik]

Ähm, ferromagnetisch und ferroelektrisch ist etwa so ähnlich wie Piek-Ass und Aspiek.

 

[sola.de.st]

Wenn der Sensor schon bei mehreren Stunden intensivem Lichteinfall an Brillanz verliert, wieso funktionieren kompakte Digitale (mit Liveview meine ich natürlich) dann auch noch nach Jahren beinahe einwandfrei?

Ganz einfach: weil Du Deinen Sensor selten intensivem Lichteinfall aussetzt, oder fotografierst Du täglich die Sonne? Oder legst Du den nackten Sensor direkt ins Sonnenlicht?

Farbkillend dürfte ohnehin vor allem der UV-Anteil sein, und der dürfte von der Optik und einem Filter aufgehalten werden.

 

[Preamp]

Ähm, ferromagnetisch und ferroelektrisch ist etwa so ähnlich wie Piek-Ass und Aspiek.

Weiss ich wohl. Aber in USB-Sticks verwendet man weder das eine noch das andere.


[Oberlehrermodus]Man schreibt sowohl Pik-As als auch Aspik nicht mit 'ie'.[/Oberlehrermodus]

 

[Preamp]

Farbkillend dürfte ohnehin vor allem der UV-Anteil sein, und der dürfte von der Optik und einem Filter aufgehalten werden.

Wobei die Optik (zumindest heutige, zigfach verguetete) schon den Loewenanteil uebernimmt und ein UV-Filter somit ueberfluessig ist. Mit Standardoptiken ist es nicht moeglich, vernuenftige UV-Aufnahmen zu machen, da gibt es spezielle (teurere...) Objektive fuer.

 

[Christof Abt]

Weiss ich wohl. Aber in USB-Sticks verwendet man weder das eine noch das andere.


[Oberlehrermodus]Man schreibt sowohl Pik-As als auch Aspik nicht mit 'ie'.[/Oberlehrermodus]

Dacht ich mir es doch. Die ferromagnetischen Speicher sind mir vom Hörensagen schon noch ein Begriff. Da konnte man ein Bit noch sehen.
Gruß Christof

 

[Frank Klemm]

AW: Sensor-Verschleiss ??

Muss ich mal meine geringen Physikkenntnisse zur Schau stellen:

"Gering" ist geprahlt. Selbst "Nicht vorhanden" scheint geprahlt zu sein.

Also ausgasen wird da nix. Der Sensor, bzw. besser gesagt der Bildwandler besteht aus in meinem Fall zum Beispiel ca. 8,5 Mio Transistoren.

CCD-Wandler haben einfach nur eine Ladungsgrube pro Sensor-Element.
Bei klassischen CCDs gibt es gar keinen einzigen Transistor auf dem Chip.
Drei Schiebetakte, ein Reset-Eingang und ein Ausgang ist alles.

Transistoren sind Halbleiter und nicht mit Gas gefüllt wie zum Beispiel LEDs.

LEDs sind Halbleiter.
Stromfluß durch einen indirekten Halbleiter (meist III-V-Halbleiter) erzeugt Elektronen-Loch-Paare, die unter Ausstrahlung von Licht rekombinieren.
In einem "Lampenschirm" einer LED befindet sich ein winziger Halbleiterkristall,

das ganze wird dann in Kunststoff vergossen.

LEDs sollen auch Licht abgeben und der Sensor soll genau das Gegenteil, nämlich Licht sammeln.

Die Prozesse sind zueinander symmetrisch.
LED: Strom => Erzeugen von Elektronen-Loch-Paaren => Rekombination => Licht
Photodiode: Licht => Erzeugen von Elektronen-Loch-Paaren =>Stromfluß zum Neutralisieren dieses Paare.

Die Transistoren geben die Photonen (analoges Signal) weiter als analoges Signal bis zum A/D-Wandler,

In den Transistoren gibt es keine Photonen mehr. Diese werden entweder in Elektronen-Loch-Paare umgewandelt oder sie verpuffen im Nichts und werden zu Wärme. Die Wahrscheinlichkeit für ersteres ist die Quanteneffizienz.

Wusstet ihr eigentlich schon, dass die Transistoren an eurem Sensor farbenblind sind?

Alle Sensoren sind farbenblind. Sie haben eine spektrale Empfindlichkeit.
Erst die Kombination mehrerer Sensoren mit unterschiedlicher spektraler Empfindlichkeit ergibt einen Farbsensor. Wie mächtig der Farbraum ist, hängt von der Anzahl der Sensoren ab. Zwei unterschiedliche Sensoren ergibt einen Dichromaten, drei einen Trichromaten und vier einen Tetrachromaten. Spektrometer können noch wesentlich mehr Farbvektoren ausmessen und entsprechend viele Farben "sehen".

 

[sola.de.st]

AW: Sensor-Verschleiss ??

Alle Sensoren sind farbenblind. Sie haben eine spektrale Empfindlichkeit.
Erst die Kombination mehrerer Sensoren mit unterschiedlicher spektraler Empfindlichkeit ergibt einen Farbsensor. Wie mächtig der Farbraum ist, hängt von der Anzahl der Sensoren ab. Zwei unterschiedliche Sensoren ergibt einen Dichromaten, drei einen Trichromaten und vier einen Tetrachromaten. Spektrometer können noch wesentlich mehr Farbvektoren ausmessen und entsprechend viele Farben "sehen".

Korrekterweise sind die Rezeptoren des Menschen auch Farbenblind. Es gibt im Grunde keine "Farbe", die entsteht erst im Gehirn bzw. im Bildprozessor der Kamera, wenn den drei verschiedenen Helligkeitseindrücken Farbwerte zugewiesen werden.

 

[Frank Klemm]

AW: Sensor-Verschleiss ??

Korrekterweise sind die Rezeptoren des Menschen auch Farbenblind. Es gibt im Grunde keine "Farbe", die entsteht erst im Gehirn

Der Reduktionsprozeß findet schon in der Retina (Netzhaut) statt.
Die Retina führt schon die ersten Reduktionsschritte und Verarbeitungsschritte durch.
Dazu gehört so was ähnliches wie eine Konvertierung von RGB888 => YUV420 ;-) sowie eine Kontrastaufsteilung.

bzw. im Bildprozessor der Kamera, wenn den drei verschiedenen Helligkeitseindrücken Farbwerte zugewiesen werden.

Weiterhin sieht der Mensch immer so viele Farben, wie es gerade für diesen Helligkeitsbereich empfindliche Zäpfchen gibt:

• <0,03 cd: 1 Stäbchen
• 3...10.000 cd: 3 Zäpfchen
• >300.000 cd: 2 Zäpfchen

 

[EOS300DFan]

Definitiv nimmt die Anzahl der Hot- und Stuckpixel auf dem Sensor einer Digitalkamera innerhalb kurzer Zeit zu. So hatte ich schon bei einigen Kameras, die anfänglich pixelfehlerfrei waren, nach einem halben bis 3/4 Jahr mehrere unabhängig von Belichtungszeit und ISO-Einstellung ständig weiß, rot, grün oder blau leuchtende Pixelgruppen in der Aufnahme. Okay, kann der Hersteller meist wegmappen, dennoch für mich ein Zeichen von Verschleiß.

Natürlich frage ich mich auch, ob es Umstände gibt, die den Ausfall von Pixeln auf dem Sensor begünstigen. Für mich auffällig, Kameras die ich im Flieger in den sonnigen Süden mit nahm, zeigten nach der Heimkehr oft Sensordefekte in Form von auffälligen Hot- und Stuckpixel. Neben den erhöhten Temperaturen im Süden habe ich verstärkt auch die Luftdruckschwankungen im Flugzeug im Verdacht dauerhafte Sensordefekte hervorzurufen. Wäre echt einmal interessant zu erfahren, ob die Hersteller diesbezüglich Grenzwerte vorgeben und ob diese in einem normalen Linienflugzeug unter- oder überschritten werden.

 

[Goddy2]

Ist jetzt vielleicht nicht ganz fundiert, aber ich beschäftige mich gerade mit Photovoltaik Großanlagen und diese haben sehr wohl einen messbaren Verlust an Maximaloutput bei gleichem Licht.

Innerhalb der ersten 6 Monate büßen PV Anlagen bereits rund 5% Ihrer Kapazität ein. Dieser Effekt hält an und summiert sich in rund 10 Jahren auf rund 15% der Leistung.

Da die Zellen auf den Chips im Prinzip ähnlich funktionieren, könnte man eine Signalabschwächung doch sicher auch bei den Sensoren annehmen. Das dabei das Rauschen zunimmt ist denke ich klar, da das Signal Rauschverhältnis zu ungunsten ändert.

Martin

 

[Kalsi]

neulich meinte ein Freund von mir, sogar der SENSOR hat Verschleiss. Und zwar in Form von Rauschen (das nehme zu) und Empfindlichkeit (die nehme ab), wenn Licht draufscheint.

Nein, das ist Quark. Dein Freund verwechselt das mit den alten Selenzellen, die ganz früher mal als lichtempfindliches Element in Belichtungsmessern Verwendung fanden. Die brauchen sich in der Tat im Laufe der Zeit auf, umso schneller je öfter und länger sie dem Licht ausgesetzt werden.

Ein Bildsensor ist aber völlig anders aufgebaut und besteht aus völlig anderen Materialien, da verschleißt nix.

Die älteste Digitalkamera hier bei mir ist von 1996 und funktioniert noch einwandfrei, meine älteste DSLR ist von 2003 und auch die tut noch wie am ersten Tag (auch was Empfindlichkeit/Rauschen und Bildqualität angeht).

 

[UnclePat]

Natürlich frage ich mich auch, ob es Umstände gibt, die den Ausfall von Pixeln auf dem Sensor begünstigen. Für mich auffällig, Kameras die ich im Flieger in den sonnigen Süden mit nahm, zeigten nach der Heimkehr oft Sensordefekte in Form von auffälligen Hot- und Stuckpixel. Neben den erhöhten Temperaturen im Süden habe ich verstärkt auch die Luftdruckschwankungen im Flugzeug im Verdacht dauerhafte Sensordefekte hervorzurufen. Wäre echt einmal interessant zu erfahren, ob die Hersteller diesbezüglich Grenzwerte vorgeben und ob diese in einem normalen Linienflugzeug unter- oder überschritten werden.

Wuerde da aber eher auf die erhoehte Dosis ionisierender Strahlung (Roentgen- und Hoehenstrahlung) tippen.

 

[dobshb]

Hi,

die Sensoren unterliegen tatsächlich einer Art Verschleiß.
Man kann anfangen bei Strahlung aus dem All. Diese ist zwar in keiner Weise gefährlich führt aber in der Microelektronik dazu das mal Bits falsch gesetzt werden bzw. Chips ausfallen. Ist allerdings ein sehr lange dauernder und schleichender Prozess - aber durchaus relevant wie die Praxis zeigt.

Elektronische Bauteile verändern ihre Werte mit der Zeit. Solange das im Toleranzbereich liegt werden wir es nicht merken, gehts drüber wird ein Fehler draus bis hin zum Totalausfall.

Wie lange so ein Sensor funktioniert weiß der Geier. Ich gehe aber schon davon aus dass man einen Sensor locker 30 Jahre betreiben kann, aber das wird vielleicht mal eine 30 Jahre alte 300D zeigen.

Nix is für ewig.

 

[MasterFX]

Elektromigration gibts auch bei CMOS Bildsensoren.
Die Temperatur begünstigt diesen Prozess. Höhere Temperatur => mehr Bewegungsenergie der Elektronen => höhere Elektromigration.
Das passiert durch Tunneleffekte in fast allen Halbleitern.
Wenn der Sensor aktiv ist fließt durch ihn mehr Strom und er erwärmt sich auch. Sieht man ja auch z.B. beim Sensor/Verstärkerglühen.
Dann gibts auch noch Effekte wie time-dependent dielectric breakdown oder hot carrier induced damage. Auch ein Halbleiter wird alt.

 

[EOS300DFan]

Wuerde da aber eher auf die erhoehte Dosis ionisierender Strahlung (Roentgen- und Hoehenstrahlung) tippen.

Da bringst Du mich auf eine Idee. Wie schädlich mag die die Durchleuchtung während einer Sicherheitskontrolle am Flughafen für den Sensor einer Digitalkamera sein. Ich weiß auch nicht, ob diese Geräte weltweit einem Standard unterliegen. Möglicherweise ist die Strahlungsintensität bei Gepäckdurchleuchtern in einigen Ländern höher als im Inland.

Wie ich schon schrieb, auffällig war, Kameras die ich im Flieger in den sonnigen Süden mit nahm, zeigten nach der Heimkehr oft Sensordefekte in Form von auffälligen Hot- und Stuckpixel.

 

[MasterFX]

Da bringst Du mich auf eine Idee. Wie schädlich mag die die Durchleuchtung während einer Sicherheitskontrolle am Flughafen für den Sensor einer Digitalkamera sein. Ich weiß auch nicht, ob diese Geräte weltweit einem Standard unterliegen. Möglicherweise ist die Strahlungsintensität bei Gepäckdurchleuchtern in einigen Ländern höher als im Inland.

Wie ich schon schrieb, auffällig war, Kameras die ich im Flieger in den sonnigen Süden mit nahm, zeigten nach der Heimkehr oft Sensordefekte in Form von auffälligen Hot- und Stuckpixel.

Passend dazu hier eine Application Note: Detector Lifetime and Radiation Damage
Die Scanner im Flughafen arbeiten mit bis zu 140-160 kVp
Hier sieht man was mit analogem Material am Flughafen passieren kann: http://www.kodak.com/global/en/service/tib/tib5201.shtml