Videokameras arbeiten noch nicht mit CMOS-Bildsensoren, wie sie etwa in Handys eingesetzt werden. Dabei könnten Profisysteme technologisch davon profitieren. Jetzt wurden die CMOS dafür aufgerüstet.
Die meisten Videokameras auf dem Markt basieren auf CCD-Bildsensoren. Im Low-cost-Consumerbereich wie etwa Mobiltelefonen findet man aber fast nur noch CMOS-Sensoren. Der Grund: CMOS-Bildsensoren werden auf den gleichen Fertigungslinien hergestellt wie Speicher und Prozessoren und profitieren damit von den Technologiefortschritten in diesen Massenmärkten. Die Strukturen werden immer kleiner, was die Sensoren bei höherem Funktionsumfang kleiner und günstiger macht.
rechts: Luftströmung in einem Zug (Detailansicht) (Quelle: Technische Universität München, Fakultät für Bauingenieur- und Vermessungswesen, Lehrstuhl für Computation in Engineering)
In der Bildqualität blieben CMOS-Bildsensoren zurück: Höheres Rauschen, schlechtere Gleichförmigkeit der einzelnen Bildpunkte und ein höherer Dunkelstrom ließen ihre Bilder oft blasser und verwischt aus-
sehen. Aus diesem Grund hinkt ihr Einsatz im Video- und im professionellen Bereich hinterher, obwohl man ihre Vorteile auch dort gerne nützen würde.
Ziel des Projektes war es, CMOS-Bildsensortechnologien zu evaluieren, Bibliothekskomponenten für Sensoren zu entwickeln und mit Testdesigns die Eignung für professionelle Anwendungen nachzuweisen.
Für die Durchführung wurde eine 180-nm-Technologie ausgewählt, die spezielle Erweiterungen für Bildsensoren anbietet. Es wurde eine Reihe von Testchips gebaut, um verschiedene Typen und Formen von Fotodioden, Pixelarchitekturen und Pixelgrößen zu charakterisieren. Die Testchips ermöglichten einen Vergleich unterschiedlicher Imager-Topologien (Bayer-Pattern und Schachbrett) sowie die Evaluierung von Mikrolinsen und Farbmasken.
Basierend auf diesen Ergebnissen wurden verschiedene Testsensoren entwickelt. Mit den Testsensoren konnten gute Kennwerte bei Dunkelstrom und Empfindlichkeit erreicht werden. Durch Mikrolinsen konnte die Lichtempfindlichkeit insbesondere bei kleinen Pixeln gesteigert werden. Basierend auf den entstandenen Bibliothekskomponenten haben im Anschluss an das Projekt Produktentwicklungen begonnen.
