CMOS- und CCD-Sensoren sind helligkeits-, nicht aber farbempfindlich. Damit die Bildsensoren Farben selektieren können, muss das Licht, bevor es auf die Fotodioden trifft, den Primärfarben nach ausgefiltert werden. Beim Bayer-Filter befinden sich für diesen Zweck vor jedem einzelnen Pixel ein integriertes Farbfilter für eine der drei Primärfarben Rot (R), Grün (G) oder Blau (B).

Bayer-Filter und Filter mit Pixel-Binning vom EXR-Sensor

Das Bayer-Filter, benannt nach dem Eastman-Kodak-Mitarbeiter Dr. Bryce E. Bayer, adaptiert die Augenempfindlichkeitskurve, die im Grün-Bereich eine wesentlich höhere Empfindlichkeit aufweist als bei anderen Farben. Aus diesem Grund sind doppelt so viele Pixel mit einem Grünfilter ausgestattet, als mit einem Rot- und Blaufilter, wobei die grünen Filter zeilenweise um einen Pixel verschoben sind. Fällt Licht auf das Bayer-Filter, dann setzt jeder Pixel eine der drei Primärfarben in eine Spannung um. Da sich natürliche Farben aus vielen Farbtönen zusammensetzen, wird je nach Lichtintensität und Farbton die erzeugte Spannung an einem Pixel höher sein, an den benachbarten hingegen geringer. Um ein realistisches Bild zu erhalten, werden die Farbwerte der Nachbarpixel mit in den Farbwert des zentralen Pixels einbezogen. Dies erfolgt mittels Interpolation nach einem herstellerspezifischen Algorithmus. Die endgültige Farbe ergibt sich durch Farbmischung aus dem RGB-Farbmodell.

Fujifilm hat die Farbfilter-Pixelanordnung des Bayer-Filters geändert und kombiniert jeweils zwei Farbfilter-Pixel mit gleicher Farbe nebeneinander. Dadurch können im CCD-Sensor zwei benachbarte Pixel zu einem zusammengefasst werden. Dieses Zusammenfassen wird als Pixel-Binning bezeichnet. Der Vorteil dieser im EXR-Sensor realisierten Technik liegt in der höheren Empfindlichkeit und dem größeren Dynamikbereich gegenüber anderen CCD-Sensoren.

Der EXR-Sensor ist im Wesentlichen ein umschaltbarer Bildsensor, der sein komplexes elektronisches Verhalten den Aufnahmebedingungen anpassen kann.