Camera elements

Датчики изображения

Датчики изображения: ПЗС (слева) и КМОП (справа).

После прохождения через объектив свет фокусируется на датчике изображения камеры. Датчик изображения состоит из большого количества фотоэлементов, и каждый фотоэлемент соответствует элементу изображения на датчике изображения, более известному под названием «пиксель». Каждый пиксель датчика изображения фиксирует количество света, которое попало на него, и преобразует его в соответствующее количество электронов. Чем ярче свет, тем больше порождается электронов.

Существуют две основные технологии, которые можно использовать при создании датчиков изображения:

Хотя ПЗС- и КМОП-датчики часто рассматривают как конкурентов, каждый из них имеет свои сильные и слабые стороны, которые делают их пригодными для разных применений. ПЗС-датчики производятся по технологии, которая была специально разработана для производства камер. Ранее КМОП-датчики были основаны на стандартной технологии, которая уже широко использовалась, например, в микросхемах памяти ПК. Современные КМОП-датчики используют более специализированную технологию и их качество быстро улучшается.

ПЗС-технология

ПЗС-датчики используются в камерах уже более тридцати лет и обладают большим количеством привлекательных свойств. Если кратко, то у них немного лучше светочувствительность и меньше шумы, чем у КМОП-датчиков. Более высокая светочувствительность обеспечивает лучшее изображение при низком освещении. Однако они дороже и их сложнее встраивать в камеру. Кроме того, ПЗС-датчик может потреблять до 100 раз больше мощности, чем КМОП.

КМОП-технология

Современные успехи в разработке КМОП-датчиков приблизили их к ПЗС-соперникам в смысле качества изображения. КМОП-датчики снижают общую стоимость камеры, поскольку содержат всю необходимую логику для построения камеры. КМОП-датчики предоставляют, по сравнению с ПЗС, больше возможностей для интеграции и больше функций.

Мегапиксельные датчики

По ценовым причинам многие мегапиксельные датчики (т. е. датчики, которые содержат миллион или более пикселей) в мегапиксельных камерах имеют такой же или чуть больший размер, что и VGA-датчики с разрешением 640х480 (307 200) пикселей. Это значит, что размер каждого пикселя на мегапиксельном датчике меньше, чем на VGA-датчике. Например, каждый пиксель двухмегапиксельного датчика размером в 1/3 дюйма имеет размер 3 мкм (микрометра или микрона). Для сравнения, размер пикселя VGA-датчика размером 1/3 дюйма — 7,5 мкм. Поэтому, хотя мегапиксельная камера и обеспечивает лучшее разрешение и детализацию, ее светочувствительность меньше, чем у VGA-датчика из-за того, что размер пикселя меньше, и отраженный от объекта свет распределяется на большее число пикселей.

Технология развертки изображения