Alla digitalkameror har en bildsensor som fångar information för att skapa ett fotografi. Det finns två primära typer bildsensorer - CMOS och CCD - och alla har sina fördelar.
Hur fungerar en bildsensor?
Det enklaste sättet att förstå bildsensorn är att tänka på det som motsvarande ett film. När slutarknappen på en digitalkamera är nedtryckt kommer ljuset in i kameran. Bilden exponeras på sensorn på samma sätt som den skulle utsättas för en film i en 35mm filmkamera.
Digitalkamerasensorer består av pixlar som samlar fotoner (energipaket av ljus) som omvandlas till en elektrisk laddning av fotodioden. I sin tur omvandlas denna information till ett digitalt värde av analog-digital-omvandlaren (ADC), så att kameran kan bearbeta värdena till slutbilden.
DSLR-kameror och pekskärmar använder främst två typer av bildsensorer: CMOS och CCD.
Vad är en CCD-bildsensor?
Laddningskopplade Enhetssensorer konverterar pixelmätningar i följd med hjälp av kretsar som omger sensorn. CCD-skivor använder en enda förstärkare för alla pixlar.
CCD-skivor tillverkas i gjuterier med specialutrustning. Denna komplexitet återspeglas i deras ofta högre kostnad.
Det finns några tydliga fördelar med en CCD-sensor över en CMOS-sensor:
- Mindre buller och typiskt bilder av högre kvalitet, särskilt vid svagt ljus
- Bättre färgdjup eftersom det dynamiska området för sensorn ofta är dubbelt så mycket som CMOS-sensorer
- Högre upplösning och ljuskänslighet
Vad är en CMOS bildsensor?
Kompletterande metalloxid halvledarsensorer konverterar pixelmätningar samtidigt, med hjälp av kretsar på själva sensorn. CMOS-sensorer använder separata förstärkare för varje pixel.
CMOS-sensorer används vanligen i DSLR, eftersom de är snabbare och billigare än CCD-sensorer. Både Nikon och Canon använder CMOS-sensorer i sina avancerade DSLR-kameror.
CMOS-sensorn har också sina fördelar:
- Snabbare bearbetningshastighet eftersom de aktiva pixlarna och ADC är på samma chip
- Lägre strömförbrukning, så mycket som 100 gånger mindre än en CCD
- Integrerade kamerafunktioner som automatisk exponering, färgkodning och bildkomprimering direkt i chipet
- Förhindrar "smearing" när en bild är överexponerad
- Mindre dyr tillverkningsprocess
- Kvaliteten har förbättrats betydligt sedan introduktionen
Färgfilter Array Sensors
En färgfiltermatris monteras på sensorns övre sida för att fånga röda, gröna och blåa komponenter av ljus som faller på sensorn. Därför kan varje pixel bara mäta en färg. De andra två färgerna beräknas av sensorn baserat på de omgivande pixlarna.
Även om detta tillvägagångssätt kan påverka bildkvaliteten något, är det knappast märkbart på dagens högupplösta kameror. De flesta aktuella DSLR använder denna teknik.
Foveon sensorer
Mänskliga ögon är känsliga för de tre primära färgerna av rött, grönt och blått, och andra färger utarbetas av en kombination av de primära färgerna. Vid filmfotografering exponerar de olika primära färgerna motsvarande filmskikt.
På samma sätt har Foveon-sensorer tre sensorkikt, som var och en mäter en av de primära färgerna. En bild tillverkas genom att kombinera dessa tre skikt för att producera en mosaik av kvadratiska plattor. Det här är fortfarande en ganska ny teknik som används på vissa Sigma-kameror.
