Skip to content

Що таке датчики зображення?

28 de Червень de 2021

Усі цифрові камери мають датчик зображення, який фіксує інформацію для створення фотографії. Найчастіше використовуються CMOS, CCD, масив кольорових фільтрів та датчики Foveon.

Як працює датчик зображення?

Подумайте про датчик зображення як про еквівалент шматка плівки. Коли на цифровій камері натиснута кнопка спуску, на камеру потрапляє світло. Зображення виставляється на датчик так само, як і на шматок плівки у 35-міліметровій плівковій камері. Датчики цифрових камер фіксують світло та іншу інформацію, яка перетворюється у цифрове значення за допомогою аналого-цифрового перетворювача (АЦП). Це дозволяє камері обробляти значення в кінцевому зображенні. У дзеркальних дзеркальних фотокамерах та камерах, що вказують і знімають, в основному використовуються два типи датчиків зображення: CMOS (додатковий напівпровідник метал-оксид) та CCD (заряджений пристрій).

CCD-датчики зображення

CCD-датчики послідовно перетворюють вимірювання пікселів, використовуючи схему, що оточує датчик. ПЗС використовують один підсилювач для всіх пікселів. ПЗС виготовляються у ливарних цехах зі спеціальним обладнанням. Ця складність відображається у вартості, яка зазвичай вища, ніж у сенсорів CMOS. Датчик CCD має кілька чітких переваг перед датчиком CMOS:

  • Менше шуму та, як правило, якісніші зображення, особливо в умовах недостатнього освітлення.
  • Краща глибина кольору, оскільки динамічний діапазон датчика часто вдвічі перевищує датчик CMOS.
  • Вища роздільна здатність та світлочутливість.

CMOS-датчики зображення

Датчики CMOS одночасно перетворюють вимірювання пікселів, використовуючи схему на самому датчику. Датчики CMOS використовують окремі підсилювачі для кожного пікселя. CMOS-датчики зазвичай використовуються в дзеркальних фотокамерах, оскільки вони швидші та дешевші за датчики CCD. Як Nikon, так і Canon використовують датчики CMOS у своїх висококласних дзеркальних камерах. Датчик CMOS також має свої переваги:

  • Швидша швидкість обробки, оскільки активні пікселі та АЦП знаходяться на одному чіпі.
  • Менше споживання енергії – у 100 разів менше, ніж CCD.
  • Вбудовані функції камери, такі як автоматична експозиція, кольорове кодування та стиснення зображення безпосередньо в мікросхемі.
  • Запобігає “розмазуванню”, коли зображення переекспоноване.
  • Менш дорогий виробничий процес.
  • Постійне вдосконалення якості.

Датчики масиву кольорових фільтрів

У верхній частині датчика встановлений масив кольорових фільтрів, щоб фіксувати червоні, зелені та сині компоненти світла, що потрапляють на датчик. Тому кожен піксель здатний вимірювати лише один колір. Інші два кольори оцінюються датчиком на основі оточуючих пікселів. Цей підхід може незначно вплинути на якість зображення, але це навряд чи помітно на сучасних камерах з високою роздільною здатністю. Більшість сучасних дзеркальних дзеркальних фотокамер використовують цю технологію.

Датчики Foveon

Очі людини чутливі до трьох основних кольорів – червоного, зеленого та синього, а інші кольори опрацьовуються комбінацією основних кольорів. У плівковій фотографії різні основні кольори оголюють відповідний хімічний шар плівки. Аналогічно датчики Foveon мають три сенсорні шари; кожен вимірює один із основних кольорів. Зображення створюється комбінуванням цих трьох шарів для отримання мозаїки з квадратних плиток. Деякі камери Sigma використовують Foveons, але ці датчики не так популярні. Фотографи пояснюють їх меншою швидкістю, більшими розмірами файлів зображень та хитрими техніками, ніж звичайніші аналоги Фовеона.