Videokamera kaufen: Warum der Kamerachip für die Videoqualität eine entscheidende Rolle spielt

kamerachip sensor videokamera
Sensoren von Videokameras verstehen und beurteilen | © Foto: Pavel Sokolov

Dieser Artikel dreht sich um die Funktionsweise des Kamerachips in Videokameras. Chips, auch bekannt als Bildsensoren, sind einer der wichtigsten Bestandteile einer Videokamera. Sie sind dafür verantwortlich, das Licht, das durch die Linse einer Kamera einfällt, in ein digitales Signal umzuwandeln.

Ein Kamerachip ist ein kleiner Mikroprozessor. Dieser besteht aus Millionen (!) von winzigen Pixeln. Jeder dieser Pixel ist ein kleiner elektronischer Schaltkreis, der Licht aufnimmt und anschließend in elektrische Signale umwandelt. Daraus entsteht dann ein Bildsignal, was als Videobild bezeichnet wird.

Wie funktioniert ein Kamerachip?

Wenn Licht durch die Linse einer Videokamera einfällt, trifft es auf den Bildsensor und wird von den Pixeln aufgenommen. Jeder Pixel wandelt das aufgenommene Licht in ein elektrisches Signal um, das dann von elektronischen Schaltkreisen auf dem Chip der Kamera verarbeitet wird.

Die Schaltkreise sorgen dafür, dass die Helligkeit und Farbe des Bildes korrekt registriert werden. Sobald die Verarbeitung abgeschlossen ist, wird das digitale Signal an den Speicher der Kamera übertragen. Dort wird es als endgültiges Bild gespeichert. Dieser Prozess passiert in Bruchteilen von Sekunden. Nur so ist es möglich, dass die Kamera in der Lage ist, schnell aufeinanderfolgende Bilder aufzunehmen und zu speichern.

Wie erkenne ich, ob eine Videokamera einen guten Chip eingebaut hat?

Der beste Weg, um zu erkennen, ob eine Videokamera einen guten Chip eingebaut hat, ist ein Check der technischen Spezifikationen der Kamera. Dies ist online im Web beim Studium unterschiedlicher Videokameras und vorab zum Kauf mühelos machbar.

Wichtige technische Spezifikationen zur Beurteilung der Qualität des Chips von Videokameras:

  • Auflösung:

    Eine höhere Auflösung bedeutet, dass das Bild mehr Details enthält. Eine Auflösung von mindestens 1080p (Full HD) ist für gute Bildqualität empfehlenswert.

  • Pixelgröße:

    Eine kleinere Pixelgröße bedeutet, dass der Chip mehr Pixel aufnehmen kann, was die Bildqualität verbessert.

  • ISO-Empfindlichkeit:

    Die ISO-Empfindlichkeit bezieht sich auf die Fähigkeit einer Kamera, Licht aufzunehmen. Eine höhere ISO-Empfindlichkeit ermöglicht es, bei schlechten Lichtbedingungen bessere Bilder aufzunehmen.

  • Bildraten:

    Die Bildrate beeinflusst die Qualität und die Schärfe von Bewegungen im Video. Eine höhere Bildrate ermöglicht es, Bewegungen glatter und natürlicher aussehen zu lassen.

  • Dynamikumfang:

    Der Dynamikumfang bezieht sich auf die Fähigkeit einer Kamera, sowohl helle als auch dunkle Bereiche eines Bildes richtig aufzunehmen. Ein höherer Dynamikumfang ermöglicht es, mehr Details in hellen und dunklen Bereichen zu erfassen.

Ein guter Chip ist nicht immer der teuerste. Auch andere Faktoren beeinflussen die Bildqualität. Dazu gehören die Qualität der Linse und die Bildverarbeitungssoftware.

Vorab zum Kauf einer Videokamera ist es absolut empfehlenswert, sich Beispielbilder und Videos von verschiedenen Kameras anzuschauen. Damit erhält man eine praxisnahe Vorstellung von der tatsächlichen Bildqualität.

Warum die Chipgröße für die Bildqualität wichtig ist

Die Bildqualität von Videoaufnahmen steht beim Kauf einer Videokamera oftmals im Vordergrund. Erstens, weil qualitativ hochwertige Videobilder eine ganz eigene Faszination und einen Hauch von Hollywood in die eigene Stube bringen. Zweitens, weil solchen Videos später – nicht nur, aber besonders in der professionellen Bildbearbeitung – unzählige Möglichkeiten bei der Farbkorrektur offenstehen.

Die Chipgröße eines Kamerachips hat direkten Einfluss auf die Bildqualität einer Kamera.

  • Größe des Chips:

    Ein größerer Chip kann mehr Pixel aufnehmen. Das bedeutet, dass das Bild höhere Auflösung und mehr Details besitzt.

  • Anzahl der Pixel auf dem Kamera-Sensor:

    Eine größere Anzahl von Pixeln ermöglicht es, ein Bild bei schlechten Lichtbedingungen besser zu erfassen und zu verbessern.

  • Fläche des Kamera-Chips:

    Eine größere Chipfläche gibt auch mehr Platz für die Anordnung von Pixeln und die Integration von elektronischen Schaltkreisen, was die Bildqualität erhöht.

Ein kleinerer Chip hingegen hat zur Folge, dass das Videobild weniger Details haben wird. Ein kleinerer Chip kann zudem auch weniger Licht aufnehmen, was dazu führen kann, dass Aufnahmen bei schlechten Lichtbedingungen verschwommen oder unscharf sind.

Beachte: Die Größe des Chips ist allerdings nicht der einzige Faktor, der die Bildqualität beeinflusst. Auch die Art der verwendeten Pixel, die Verarbeitungstechnologie und die optischen Eigenschaften der Linse spielen auch eine wichtige Rolle.

Welche Komponenten besitzt ein Kamera-Sensor?

Wie vorab schon erklärt, besteht jeder Kamera-Sensor aus Millionen von Pixeln. Diese nehmen das Licht auf und verwandeln dieses in elektrische Signale um. Jedes einzelne Pixel besteht aus einer winzigen Fläche auf dem Chip, die aus einem lichtempfindlichen Material hergestellt ist und darum das Licht absorbieren kann. Zugleich besitzt jeder Pixel einen elektronischen Schaltkreis, der das Signal verarbeitet und an das Speichermedium der Videokamera weiterleitet.

Ein weiteres wichtiges Element des Sensors jeder Videokamera ist der sogenannte Readout-Kreis. Dieser ist für das Auslesen der elektrischen Signale von den Pixeln und die Übertragung an den Speicher zuständig.

Weitere wichtige Komponenten des Kamerasensors sind der Clock-Kreis – der die Abtastrate des Chips steuert – und der Analog-Digital-Wandler (ADC). Der ADC wandelt die elektrischen Signale in digitale Signale um, bevor sie auf die Speicherkarte oder ein entsprechendes Medium mit gleicher Funktion übertragen werden.

Welche Arten von Chips gibt es?

Es gibt verschiedene Arten von Kamerachips. Die wichtigsten zwei Gruppen sind CCD (Charge-Coupled Device) und CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) Chips.

  • CCD-Chips werden hauptsächlich in professionellen Kameras verwendet.
  • CMOS-Chips sind häufiger in Consumer-Kameras zu finden.

Beide Technologien haben ihre eigenen Vorteile und Nachteile. Im Allgemeinen sind CMOS-Chips energieeffizienter und kostengünstiger herzustellen.

Wie erkenne ich einen defekten Kamerasensor?

Die Lebensdauer eines Kamerachips hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie der Qualität des Sensors, der Verarbeitungstechnologie und nicht zuletzt von der Art der Verwendung der Kamera. Im Allgemeinen sollte ein Kamerachip jedoch mehrere Jahre halten, bevor es zu Problemen kommt.

Ein kaputter Kamera-Chip lässt auf verschiedene Weise erkennen. Eine Diagnose ist immer auch abhängig von dem Problem, das auftritt.

Anzeichen für einen defekten Kamerachip können sein:

  • Fehlerhafte oder verrauschte Bilder
  • Unscharfe oder verwackelte Bilder
  • Probleme mit der Schärfe oder der Farbwiedergabe
  • Schwierigkeiten mit der Belichtung oder dem Kontrast
  • Qualitätsprobleme bei der Schärfe oder mit der Farbwiedergabe
  • Fehler beim Fokussieren
  • Fehlermeldungen im Display / Monitor bei der Verwendung der Kamera

Wichtig zu wissen ist, dass diese Symptome auch auf andere Probleme als einen kaputten Chip hinweisen können, wie Probleme mit der Linse oder der Software der Kamera. Es ist daher empfehlenswert, die Kamera von einem qualifizierten Techniker überprüfen zu lassen, um das genaue Problem zu bestimmen und zu beheben.

Was bringt die Zukunft bezüglich Kamerachips?

In den vergangenen Jahren hat es in der Kamerachip-Technologie viele interessante Entwicklungen gegeben. Einer der wichtigsten Trends dabei ist die Verwendung von künstlicher Intelligenz (KI) in der Bildverarbeitung. Diese soll in Zukunft bereits bei der Aufnahme die Bilder in der Kamera schon auf Stufe Pixel automatisch optimieren und zugleich Fehler korrigieren.

Auch die Pixelgröße und die Anzahl der Pixel pro Chip werden immer kleiner und größer, was bedeutet, dass die Kameras immer höhere Auflösungen und bessere Bildqualität bieten.

Ein weiterer, bahnbrechender Fortschritt ist die Möglichkeit, mehrere Ansichten desselben Objekts in einem einzigen Chip zu integrieren. Die Kombination dieser Mehrfachaufnahmen führt zu massiven Qualitätsverbesserungen und Aufnahmen mit einem bisher unbekannten Reichtum an Bilddetails. Zugleich ermöglicht die Nutzung von multiplen Kameras die nachträgliche Generierung von Tiefen- und Weitwinkelaufnahmen in der Postproduktion.

Radikale Optimierungen finden auch durch die zunehmende Verwendung von neueren Materialien wie organischen Fotodioden (OPD) statt. Sie machen die Herstellung von leistungsfähigen Kamerachips kosteneffizienter und flexibler.

Die 10 wichtigsten Fachbegriffe zum Kamerachip

Das Verständnis von Fachbegriffen hilft nicht nur, die Bedienungsanleitung einer Videokamera vor dem Kauf zu verstehen. Wer die technischen Begriffe kennt, ist auch in der Lage, vorab zum Erwerb einer Kamera die richtigen Fragen zu stellen, wenn uns um die Leistung und Qualität von Videoaufnahmen geht.

Wichtige Fachbegriffe für den Kauf einer Kamera:

  • Pixel:

    Pixel sind die kleinen lichtempfindlichen Bereiche auf einem Kamerachip, die das Licht aufnehmen und in elektrische Signale umwandeln.

  • CCD (Charge-Coupled Device):

    Ein CCD-Chip ist ein typischer Kamerachip, der hauptsächlich in professionellen Kameras verwendet wird.

  • CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor):

    Ein CMOS-Chip ist ein anderer Typ von Kamerachip, meist in Consumer-Kameras verbaut wird. CMOS-Chip0s sind energieeffizienter und kostengünstiger herzustellen als CCD-Chips.

  • Readout-Kreis:

    Der Readout-Kreis dafür verantwortlich ist, die elektrischen Signale von den Pixeln auszulesen und an den Speicher weiterzuleiten.

  • Clock-Kreis:

    Der Clock-Kreis steuert die Abtastrate des Chips steuert und stellt sicher, dass das Signal korrekt gelesen wird.

  • Analog-Digital-Wandler (ADC):

    ADC wandelt die elektrischen Signale in digitale Signale um, bevor sie an den Speicher übertragen werden.

  • ISO-Empfindlichkeit:

    Die ISO-Empfindlichkeit bezieht sich auf die Fähigkeit einer Kamera, Licht aufzunehmen. Eine höhere ISO-Empfindlichkeit ermöglicht es, bei schlechten Lichtbedingungen bessere Bilder aufzunehmen.

  • Bildrate:

    Die Bildrate definiert die Anzahl der Bilder, die pro Sekunde von einer Kamera aufgenommen werden. Eine höhere Bildrate führt dazu, dass Bewegungen glatter und natürlicher aussehen.

  • Dynamikumfang:

    Der Dynamikumfang bezieht sich auf die Fähigkeit einer Kamera, sowohl helle als auch dunkle Bereiche eines Bildes richtig aufzunehmen. Ein höherer Dynamikumfang ermöglicht es, mehr Details in hellen und dunklen Bereichen zu erfassen.

Weitere – im Kontext der Beurteilung von Kamerasensoren etwas weniger wichtige Fachbegriffe, die im Zusammenhang mit Kamerachips und der Bildverarbeitung verwendet werden – sind: Empfindlichkeit, Farbauflösung, Schärfe, Rauschunterdrückung, Weißabgleich (White Balance) und die Belichtungssteuerung.

Fehler gefunden? Jetzt melden
Dieser Artikel wurde erstmals publiziert am 01.02.2023

Pavel Sokolov 47 Artikel
Pavel studiert Film Editing. Er mag François Truffaut, Terrence Malick, Dr Pepper, seinen Thermaltake View 71 TG, Musik von Seeed und alle Dinge, die mit der Farbe Rot zusammenhängen, aber keinem Lebewesen Schmerzen bereiten.

Hinterlasse jetzt einen Kommentar

Kommentar hinterlassen

E-Mail Adresse wird nicht veröffentlicht.


*