Det råder ingen tvekan om att digitalfotografering har blivit standard i vårt moderna sätt att leva, med mindre, mer kompakta kameror som levererar fantastisk bildkvalitet på marknaden varje dag. Men vad gör detta möjligt? Hemligheten ligger i bildsensorn. Det här avsnittet av Techquickie med Linus Sebastian ger en snabb och konkret förklaring av bildsensorer:

Vad är bildsensorer?

Bildsensorer efterliknar artificiellt transduktionsprocessen i ett biologiskt öga. Okej, vänta, säger du, vad är transduktion? Det är åtgärden eller processen att omvandla energi till en annan form.

Så, inom fotografering ger bildsensorer oss möjlighet att fånga högkvalitativa bilder och videor mer direkt till ett digitalt format för enkel användning.

Här är Sebastians komprimerade förklaring:

I det mänskliga ögat arbetar stav- och kägelreceptorer i kombination med ganglieceller för att omvandla fotoner till en elektrokemisk signal som occipitalloben i hjärnan sedan kan behandla.

I fallet med en bildsensor fångas fotoner upp som laddade elektroner och kisel och omvandlas till ett spänningsvärde med hjälp av kondensatorer och förstärkare, för att sedan senare överföras till en digital kod som kan bearbetas av en dator.

Och även om detta kan göras på olika sätt fungerar de flesta sensorer i stort sett på ett liknande sätt. Den stora skillnaden som skiljer dem åt är det sätt på vilket de bearbetar stimuli. Det finns två mer lättillgängliga och mogna former av sensorer: CCD (Charge Coupled Device) och CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor).

Som Sebastian förklarar fungerar CCD-sensorer genom att registrera fotonstrålar i kisel som innehåller ett rutnät av pixlar. Efter att elektronladdningar fångats upp i denna pixelmatris bearbetas de sedan från botten till toppen av rutnätet i ett seriellt skiftregister och skjuts ut en enskild laddning i taget för att omvandlas till en analog spänning som sedan omvandlas till kodning med hjälp av en analog-digitalomvandlare.

Då dessa sensorer fungerar genom att bearbeta laddningar individuellt över raderna i en matris, behöver detta system en hel del ström för att fungera. Men det innebär också att det blir mindre brus på grund av den minimerade användningen av spänningsförstärkare. Av denna anledning är CCD-sensorer bättre för vissa typer av fotografering, t.ex. flyg- eller rymdfotografering.

CMOS-sensorer är vad du vanligtvis hittar i produkter av konsumentkvalitet. Skillnaden mellan CMOS och CCD är att i stället för att blanda elektronladdningar längs en matris för att sedan modifieras, lägger CMOS-sensorerna till extra kretsar till varje pixel, vilket gör att den kan göra i stort sett all behandling individuellt med signalen, och sedan skicka den direkt nedåt i linjen till CPU:n.

Detta eliminerar gridlock, vilket minskar strömförbrukningen och ökar bearbetningshastigheten.

CCD- och CMOS-bildsensorer jämförs

CCD:

• Dyrare
• Förbrukar mer ström
• Mindre digitalt brus
• Bättre i svagt ljus

CMOS:

• Mindre dyrt
• Bruk mindre ström
• Mer digitalt brus
• Problem med rullande slutare

Det var en trevlig, kompakt förklaring och jämförelse av CCD- och CMOS-bildsensorer. Vi hoppas att det klargjorde några saker för dig och hjälpte dig att förstå hur din kamera fungerar lite mer.