A digitális fényképezés modern életmódunk alapfelszereltségévé vált, és napról napra egyre kisebb, kompakt fényképezőgépek jelennek meg a piacon, amelyek elképesztő képminőséget biztosítanak. De mi teszi ezt lehetővé? A titok a képérzékelőben rejlik. A Techquickie és Linus Sebastian epizódja gyors és lényegre törő magyarázatot ad a képérzékelőkről:

Mi a képérzékelő?

A képérzékelők mesterségesen utánozzák a biológiai szem transzdukciós folyamatát. OK, várj, mondod, mi az a transzdukció? Az energia más formába való átalakításának művelete vagy folyamata.

A fényképészetben tehát a képérzékelők biztosítják számunkra a lehetőséget, hogy a kiváló minőségű képeket és videókat közvetlenebbül, digitális formátumban rögzítsük, és így könnyebben felhasználhassuk.

Itt van Sebastian tömörített magyarázata:

Az emberi szemben a pálcika- és kúp-receptorok a ganglionsejtekkel együtt működnek, hogy a fotonokat elektrokémiai jellé alakítsák át, amelyet az agyad nyakszirti lebenye aztán feldolgozhat.

A képérzékelő esetében a fotonokat töltött elektronok és szilícium formájában rögzítik, és kondenzátorok és erősítők segítségével feszültségértékké alakítják, majd később digitális kóddá alakítják át, amelyet egy számítógép feldolgozhat.

Míg ez különböző módon történhet, a legtöbb érzékelő nagyjából hasonló módon működik. A nagy különbség, ami elválasztja őket, az a mód, ahogyan az ingereket feldolgozzák. A szenzoroknak két könnyebben elérhető és kiforrottabb formája van: CCD (Charge Coupled Device) és CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor).

Amint Sebastian elmagyarázza, a CCD-érzékelők úgy működnek, hogy a fotonsugarakat szilíciumban regisztrálják, amely egy pixelrácsot tartalmaz. Miután az elektrontöltéseket ebben a pixelmezőben rögzítették, azokat a rács alulról felfelé haladva egy soros eltolásregiszterbe dolgozzák fel, és egyszerre csak egy töltést tolnak ki, hogy analóg feszültséggé alakítsák át, amelyet aztán egy analóg-digitális átalakító segítségével kódolássá alakítanak át.

Mivel ezek az érzékelők úgy működnek, hogy a töltéseket egyenként feldolgozzák egy tömb soraiban, a rendszer működéséhez elég sok energiára van szükség. Ez azonban azt is jelenti, hogy a feszültségerősítők minimálisra csökkentett használata miatt kevesebb lesz a zaj. Emiatt a CCD-érzékelők jobbak bizonyos típusú fényképezéshez, például légi vagy űrfelvételekhez.

A CMOS-érzékelők jellemzően a fogyasztói kategóriájú termékekben találhatók. A különbség a CMOS és a CCD között az, hogy ahelyett, hogy az elektrontöltéseket egy tömb mentén kevernék, hogy aztán módosítsák, a CMOS-érzékelők minden egyes képponthoz extra áramkört adnak hozzá, ami lehetővé teszi, hogy nagyjából minden feldolgozást külön-külön végezzen el a jellel, majd közvetlenül a CPU-ba küldje azt.

Ez kiküszöböli az elakadást, ami csökkenti az energiafelhasználást és növeli a feldolgozási sebességet.

CCD és CMOS képérzékelők összehasonlítása

CCD:

• drágább
• több energiát használ
• kevesebb digitális zaj
• jobb gyenge fényviszonyok között

CMOS:

• Legolcsóbb
• Kisebb energiafelhasználás
• Nagyobb digitális zaj
• Rolling shutter problémák

Ez egy szép, kompakt magyarázat és összehasonlítás volt a CCD és CMOS képérzékelőkről. Reméljük, tisztázott néhány dolgot, és segített egy kicsit jobban megérteni, hogyan működik a fényképezőgéped.