Сенсоры

Новые сенсоры Foveon

Конические клетки в нашем глазу чувствительны к основным цветам – красному, синему и зеленому. Мы воспринимаем все остальные цвета как смесь основных. В обычной фотографии красный, синий и зеленый компоненты света экспонируют соответствующие химические слои цветной пленки. Новые сенсоры Foveon основаны на том же принципе, имея три сенсорных слоя для замера трех основных цветов, как показано на диаграмме. Комбинация этих цветовых слоев дает цифровое изображение, состоящее из мозаики клеточек трех цветов ("пикселей"), которые настолько малы, что воспринимаются нашим глазом как сплошное цветное изображение. 
Будучи сравнительно новой технологией, сенсоры Foveon в настоящее время доступны только на цифровых зеркалках Sigma SD9 и SD10, и имеют такие недостатки как сравнительно низкая светочувствительность.

 

Сенсоры с массивом светофильтров

Все остальные сенсоры цифровых камер измеряют только яркость пикселя. Как показано на данной диаграмме, поверх сенсора располагается "массив светофильтров" для фиксации красного, синего и зеленого компонентов падающего на сенсор света. В результате каждый пиксель замеряет только один базовый цвет, а другие два цвета подбираются примерно на основании программного анализа камерой окружающих пикселей. Эти приближения снижают резкость изображения, чего не происходит в сенсорах Foveon. Но из-за роста числа пикселей в современных сенсорах снижение резкости перестает быть заметным. Кроме того, современные технологии существенно повысили качество конечной картинки.

 

Сенсоры с активными пикселями (CMOS, JFET LBCAST) против ПЗС-матриц

Подобно тому, как массив ведер может собирать дождевую воду, сенсор цифровой камеры состоит из массива "пикселей", собирающих фотоны (кванты света). Количество собранных фотонов преобразуется фотодиодом в электрический заряд. Затем этот заряд преобразуется в напряжение, усиливается и превращается в цифровой сигнал с помощью аналогово-цифрового преобразователя, чтобы камера могла превратить эти сигналы в конечное цифровое изображение.
В сенсорах CCD (Charge-Coupled Device, прибор с зарядовой связью) значения пикселей измеряются и обрабатываются последовательно с помощью электронных схем, тогда как измерения в сенсорах APS (Active Pixel Sensors, сенсоры с активными пикселями) обрабатываются одновременно с помощью встроенных в каждый пиксель схем и самим сенсором. Захват изображения при помощи CCD и APS напоминает построение изображения на мониторах с ЭЛТ и ЖКД соответственно.
Наиболее распространенным типом APS-сенсоров является CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor, комплементарный металлооксидный полупроводник). CMOS-сенсоры поначалу использовались в бытовых камерах, но недавние улучшения сделали их пригодными для дорогих камер типа Canon EOS D60 и 10D. Более того, CMOS-сенсоры быстрее, меньше и дешевле за счет более высокой степени интеграции (что еще и снижает их энергопотребление), и их производят на существующих завода по выпуску компьютерных микросхем. Упомянутые ранее сенсоры Foveon также основаны на CMOS-технологии. Новый сенсор Nikon JFET LBCAST является APS-сенсором с технологией JFET (Junction Field Effect Transistor, полевой канальный транзистор) вместо CMOS-транзисторов.

См. также статьи про размер сенсоровэффективные пикселипиксели и качество пикселей.

Back to top