Im Super-CCD-SR-Chip bilden unterschiedlich große lichtempfindliche Zellen den strukturellen Aufbau eines Analogfilms nach. Damit wird ein hoher Kontrastumfang erreicht.

Die vierte Generation der Super-CCD-Technologie greift auch die letzte Bastion analoger Filme an: den Belichtungsspielraum. Negativfilme sind in ihrem Belichtungsspielraum digitalen Sensoren bislang überlegen. Sehr kontrastreiche Motive mit Licht und Schatten oder Reflexionen und Helligkeitsverläufe verursachen Unter- und Überbelichtung. Bei der digitalen Aufnahme erscheinen dunkle und helle Bereiche schwarz verrauscht oder weiß ausgebrannt. Eine Nachbearbeitung am Rechner ist meist zwecklos. Anders dagegen beim analogen Film: Dieser ist aus unterschiedlich großen Silbersalzkristallen (Silberhalogenid) zusammengesetzt, die aufgrund der jeweiligen Größe über eine unterschiedlich hohe Lichtempfindlichkeit verfügen. Dies wirkt sich direkt auf die Bildqualität aus: Kleine, lichtunempfindliche Kristalle sorgen für weiche Wiedergabe und differenzierte Lichter, mittlere Kristalle bringen eine gute Farbsättigung. Große Silberhalogenid-Kristalle liefern hohe Lichtempfindlichkeit für Schattenpartien.

Der Super-CCD-SR-Chip orientiert sich am analogen Vorbild. Statt alle Photodioden mit der gleichen Lichtempfindlichkeit zu versehen, werden diese in R- und S-Pixel unterteilt. Letztere sind die größten und daher lichtempfindlichsten Photodioden. Die klein dimensionierten S-Pixel sind dagegen weniger empfindlich: Um eine Sättigung zu erreichen, benötigen die S-Pixel viermal so viel Licht wie die R-Pixel.

Die Signale aus den unterschiedlichen Empfindlichkeitsbereichen werden über eine komplexe Signalverarbeitung kombiniert. Der erfassbare Helligkeitsbereich (Dynamikumfang) ist im Vergleich zur dritten Super-CCD-Generation viermal so hoch. Die Steigerung der Dynamik wirkt sich nicht nur auf den Belichtungsspielraum aus. Auch das Rauschen in dunklen Bildpartien lässt sich durch mehr Spielraum beim Sensorsignal absenken. So verbessert sich die Farbhomogenität in dunklen und die Farbdifferenzierung in hellen Bildpartien.