Hiểu sự khác nhau giữa CMOS và cảm biến CCD
Tất cả các máy ảnh kỹ thuật số đều có bộ cảm biến hình ảnh để chụp thông tin để tạo một bức ảnh. Có hai loại cảm biến hình ảnh chính — CMOS và CCD — và mỗi loại có những ưu điểm của nó.
Cảm biến hình ảnh hoạt động như thế nào?
Cách dễ nhất để hiểu cảm biến hình ảnh là nghĩ về nó tương đương với một đoạn phim. Khi nút chụp trên máy ảnh kỹ thuật số bị tắt, ánh sáng đi vào máy ảnh. Hình ảnh được tiếp xúc với cảm biến giống như cách nó được phơi ra trên một đoạn phim trong một máy quay phim 35mm.
Cảm biến máy ảnh kỹ thuật số bao gồm các điểm ảnh thu thập các photon (các gói năng lượng ánh sáng) được chuyển đổi thành điện tích bởi photodiode. Đổi lại, thông tin này được chuyển đổi thành một giá trị số bằng bộ chuyển đổi analog-to-digital (ADC) , cho phép máy ảnh xử lý các giá trị vào hình ảnh cuối cùng .
Máy ảnh DSLR và máy ảnh ngắm và chụp chủ yếu sử dụng hai loại cảm biến hình ảnh: CMOS và CCD.
Cảm biến hình ảnh CCD là gì?
Cảm biến CCD (Charge Coupled Device) chuyển đổi các phép đo pixel theo tuần tự sử dụng mạch xung quanh cảm biến. CCD sử dụng một bộ khuếch đại đơn cho tất cả các điểm ảnh.
CCD được sản xuất tại xưởng đúc với thiết bị chuyên dụng. Điều này được phản ánh trong chi phí thường cao hơn của họ.
Có một số ưu điểm khác biệt với cảm biến CCD trên cảm biến CMOS:
- Ít nhiễu và hình ảnh chất lượng cao hơn, đặc biệt trong điều kiện ánh sáng yếu
- Độ sâu màu tốt hơn vì phạm vi động của cảm biến thường gấp hai lần so với cảm biến CMOS
- Độ phân giải cao và độ nhạy sáng
Cảm biến hình ảnh CMOS là gì?
Các cảm biến CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) chuyển đổi các phép đo pixel đồng thời, sử dụng mạch trên cảm biến chính nó. Cảm biến CMOS sử dụng các bộ khuếch đại riêng biệt cho mỗi pixel.
Cảm biến CMOS thường được sử dụng trong DSLR vì chúng nhanh hơn và rẻ hơn so với cảm biến CCD. Cả Nikon và Canon đều sử dụng cảm biến CMOS trong máy ảnh DSLR cao cấp của họ.
Cảm biến CMOS cũng có những ưu điểm của nó:
- Tốc độ xử lý nhanh hơn vì các pixel hoạt động và ADC nằm trên cùng một chip
- Tiêu thụ điện năng thấp hơn, nhiều gấp 100 lần so với CCD
- Các chức năng camera tích hợp như phơi sáng tự động, mã hóa màu và nén hình ảnh trực tiếp trong chip
- Ngăn chặn "bôi nhọ" khi một hình ảnh bị phơi sáng quá mức
- Quy trình sản xuất ít tốn kém, giống như của bất kỳ bộ vi xử lý nào, khiến chúng rẻ hơn
- Chất lượng đã được cải thiện đáng kể kể từ khi giới thiệu
Bộ lọc màu cảm biến mảng
Mảng lọc màu được lắp lên đầu cảm biến để chụp các thành phần ánh sáng màu đỏ, xanh lục và xanh dương rơi trên cảm biến. Do đó, mỗi pixel chỉ có thể đo một màu. Hai màu khác được ước tính bởi cảm biến dựa trên các điểm ảnh xung quanh.
Trong khi điều này có thể ảnh hưởng đến chất lượng hình ảnh một chút, nó hầu như không đáng chú ý trên máy ảnh độ phân giải cao ngày nay. Hầu hết các máy ảnh DSLR hiện nay đều sử dụng công nghệ này.
Cảm biến Foveon
Mắt người nhạy cảm với ba màu cơ bản của màu đỏ, xanh lục và xanh dương, và các màu khác được tạo ra bằng sự kết hợp các màu cơ bản. Trong nhiếp ảnh phim, các màu cơ bản khác nhau phơi bày lớp hóa học tương ứng của phim.
Tương tự, các cảm biến Foveon có ba lớp cảm biến, mỗi lớp đo một trong những màu cơ bản. Một hình ảnh được tạo ra bằng cách kết hợp ba lớp này để tạo ra một bức tranh khảm của các ô vuông. Đây vẫn là một công nghệ khá mới được sử dụng trên một số máy ảnh Sigma.