Cảm biến hình ảnh CMOS là một loại công nghệ cảm biến hình ảnh bên trong một số máy ảnh kỹ thuật số, bao gồm một mạch tích hợp ghi lại hình ảnh. Bạn có thể nghĩ về cảm biến hình ảnh giống như bộ phim trong một máy quay phim cũ.
Bộ cảm biến bán dẫn oxit kim loại bổ sung (CMOS) bao gồm hàng triệu cảm biến điểm ảnh , mỗi cảm biến bao gồm một bộ tách sóng quang. Khi ánh sáng đi vào máy ảnh qua thấu kính, nó tấn công cảm biến hình ảnh CMOS, khiến mỗi photodetector tích điện tích dựa trên lượng ánh sáng tấn công nó. Máy quay kỹ thuật số sau đó chuyển đổi điện tích thành đọc kỹ thuật số, xác định cường độ của ánh sáng được đo tại mỗi bộ tách sóng quang, cũng như màu sắc. Phần mềm được sử dụng để hiển thị ảnh sẽ chuyển đổi các bài đọc đó thành từng điểm ảnh tạo thành ảnh khi hiển thị cùng nhau.
CMOS Vs. CCD
CMOS sử dụng công nghệ hơi khác với CCD, một loại cảm biến hình ảnh khác được tìm thấy trong các máy ảnh kỹ thuật số. Nhiều máy ảnh kỹ thuật số đang sử dụng công nghệ CMOS hơn CCD, bởi vì các cảm biến hình ảnh CMOS sử dụng ít năng lượng hơn và có thể truyền dữ liệu nhanh hơn CCD. Bộ cảm biến hình ảnh CMOS có xu hướng đắt hơn một chút so với CCD.
Trong những ngày đầu của máy ảnh kỹ thuật số, pin lớn hơn vì các máy ảnh lớn hơn, và vì vậy mức tiêu thụ điện năng cao của CCD không phải là một mối quan tâm đáng kể. Nhưng khi máy ảnh kỹ thuật số thu nhỏ về kích thước, đòi hỏi pin nhỏ hơn, CMOS trở thành một lựa chọn tốt hơn.
Và khi các cảm biến hình ảnh nhận thấy sự gia tăng liên tục về số lượng pixel họ ghi lại, khả năng cảm biến hình ảnh CMOS di chuyển dữ liệu nhanh hơn trên chip và các thành phần khác của máy ảnh so với CCD đã trở nên có giá trị hơn.
Lợi ích của CMOS
Một lĩnh vực mà CMOS thực sự có lợi thế so với các công nghệ cảm biến hình ảnh khác là trong các nhiệm vụ có thể thực hiện trên chip, thay vì gửi dữ liệu cảm biến hình ảnh tới phần mềm hoặc phần mềm của máy ảnh cho các tác vụ xử lý nhất định. Ví dụ, một bộ cảm biến hình ảnh CMOS có thể thực hiện khả năng giảm tiếng ồn trực tiếp trên chip, giúp tiết kiệm thời gian khi di chuyển dữ liệu bên trong máy ảnh. Bộ cảm biến hình ảnh CMOS cũng sẽ thực hiện tương tự các quy trình chuyển đổi kỹ thuật số trên chip, một số cảm biến hình ảnh CCD không thể thực hiện được. Một số máy ảnh thậm chí sẽ thực hiện công việc lấy nét tự động trên cảm biến hình ảnh CMOS, một lần nữa cải thiện tốc độ hiệu suất tổng thể của máy ảnh.
Những cải tiến liên tục trong CMOS
Khi các nhà sản xuất máy ảnh đã di chuyển nhiều hơn về công nghệ CMOS cho cảm biến hình ảnh trong máy ảnh, nhiều nghiên cứu hơn đã đi vào công nghệ, dẫn đến những cải tiến mạnh mẽ. Ví dụ, trong khi các cảm biến hình ảnh CCD được sử dụng rẻ hơn CMOS để sản xuất, các nghiên cứu bổ sung tập trung vào các cảm biến hình ảnh CMOS đã cho phép chi phí của CMOS tiếp tục giảm.
Một lĩnh vực mà sự nhấn mạnh về nghiên cứu này đã mang lại lợi ích cho CMOS là công nghệ ánh sáng yếu. Cảm biến hình ảnh CMOS tiếp tục cho thấy khả năng ghi lại hình ảnh của họ với kết quả tốt trong nhiếp ảnh ánh sáng yếu. Khả năng giảm tiếng ồn trên chip của CMOS đã tăng đều trong những năm gần đây, tiếp tục cải thiện khả năng cảm biến hình ảnh CMOS hoạt động tốt trong điều kiện thiếu sáng.
Một cải tiến gần đây khác của CMOS là sự ra đời của công nghệ cảm biến hình ảnh chiếu sáng, nơi mà các dây di chuyển dữ liệu từ cảm biến hình ảnh đến camera được chuyển từ phía trước của bộ cảm biến hình ảnh - nơi chúng chặn một số ánh sáng gây cảm biến - ở mặt sau, làm cho cảm biến hình ảnh CMOS có thể hoạt động tốt hơn trong điều kiện ánh sáng yếu, trong khi vẫn giữ được khả năng di chuyển dữ liệu của chip ở tốc độ cao so với cảm biến hình ảnh CCD.