Er valt niet over te twisten dat digitale fotografie niet meer weg te denken is uit onze moderne manier van leven. Elke dag komen er kleinere, compactere camera’s op de markt die een verbluffende beeldkwaliteit leveren. Maar wat maakt dit mogelijk? Het geheim zit hem in de beeldsensor. Deze aflevering van Techquickie met Linus Sebastian geeft een snelle, to-the-point uitleg over beeldsensoren:

Wat zijn beeldsensoren?

Beeldsensoren bootsen kunstmatig het transductieproces van een biologisch oog na. OK, wacht, zeg je, wat is transductie? Het is de actie of het proces van het omzetten van energie in een andere vorm.

In de fotografie bieden beeldsensoren ons dus de mogelijkheid om foto’s en video’s van hoge kwaliteit directer in een digitaal formaat vast te leggen voor eenvoudig gebruik.

Hier volgt Sebastian’s beknopte uitleg:

In het menselijk oog werken staaf- en kegelreceptoren in combinatie met ganglioncellen om fotonen om te zetten in een elektrochemisch signaal dat de occipitale kwab in uw hersenen vervolgens kan verwerken.

In het geval van een beeldsensor worden fotonen als geladen elektronen en silicium opgevangen en met behulp van condensatoren en versterkers omgezet in een spanningswaarde, die later wordt omgezet in een digitale code die door een computer kan worden verwerkt.

Hoewel dit op verschillende manieren kan worden gedaan, werken de meeste sensoren vrijwel op dezelfde manier. Het grote verschil zit hem in de manier waarop ze prikkels verwerken. Er zijn twee meer algemeen verkrijgbare en volwassen vormen van sensoren: CCD (Charge Coupled Device) en CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor).

Zoals Sebastian uitlegt, werken CCD-sensoren door fotonenstralen te registreren in silicium, dat een raster van pixels bevat. Nadat elektronladingen in deze pixel-array zijn gevangen, worden ze van onder naar boven in een serieel schuifregister verwerkt en één lading per keer naar buiten geduwd om te worden omgezet in een analoge spanning die vervolgens via een analoog-digitaalomzetter in codering wordt omgezet.

Omdat deze sensoren werken door ladingen individueel over de lijnen van een array te verwerken, heeft dit systeem nogal wat stroom nodig om te functioneren. Maar dat betekent ook dat er minder ruis zal zijn vanwege het geminimaliseerde gebruik van spanningsversterkers. Om deze reden zijn CCD-sensoren beter voor bepaalde soorten fotografie, zoals lucht- of ruimtefotografie.

CMOS-sensoren vindt men meestal in producten van consumentenkwaliteit. Het verschil tussen CMOS en CCD is dat in plaats van elektronladingen langs een array te schuiven om ze vervolgens te wijzigen, CMOS-sensoren extra schakelingen aan elke pixel toevoegen, waardoor deze vrijwel alle verwerking afzonderlijk met het signaal kan doen en het vervolgens rechtstreeks naar de CPU stuurt.

Dit elimineert gridlock, wat het stroomverbruik vermindert en de verwerkingssnelheid verhoogt.

CCD- en CMOS-beeldsensoren vergeleken

CCD:

• Kostbaarder
• Verbruikt meer stroom
• Minder digitale ruis
• Beter bij weinig licht

CMOS:

• Minder duur
• Gebruikt minder stroom
• Meer digitale ruis
• Rolling shutter issues

Dat was een mooie, compacte uitleg en vergelijking van CCD en CMOS beeldsensoren. We hopen dat het een paar dingen voor u heeft opgehelderd en u heeft geholpen om de werking van uw camera een beetje beter te begrijpen.

Vindt u dit een leuk artikel?

Mis de volgende niet!

Ga samen met meer dan 100.000 fotografen van alle ervaringsniveaus die onze gratis fotografietips en artikelen ontvangen om op de hoogte te blijven: