Alle digitale camera's hebben een beeldsensor die informatie vastlegt om een foto te maken. Er zijn twee primaire types beeldsensoren - CMOS en CCD - en elk heeft zijn voordelen.
Hoe werkt een beeldsensor?
De eenvoudigste manier om de beeldsensor te begrijpen, is door hem te beschouwen als het equivalent van een stuk film. Wanneer de ontspanknop op een digitale camera wordt ingedrukt, gaat er licht in de camera. Het beeld wordt op de sensor belicht op dezelfde manier als het zou worden belicht op een stuk film in een 35 mm-filmcamera.
Digitale camerasensoren bestaan uit pixels die fotonen (energiepakketten van licht) verzamelen die door de fotodiode worden omgezet in een elektrische lading. Op zijn beurt wordt deze informatie omgezet in een digitale waarde door de analoog-naar-digitaalomzetter (ADC), waardoor de camera de waarden in het uiteindelijke beeld kan verwerken.
DSLR-camera's en point-and-shoot camera's maken hoofdzakelijk gebruik van twee soorten beeldsensoren: CMOS en CCD.
Wat is een CCD-beeldsensor?
Charge Coupled Device-sensoren zetten pixelmetingen opeenvolgend om met behulp van circuits rond de sensor. CCD's gebruiken een enkele versterker voor alle pixels.
CCD's worden vervaardigd in gieterijen met gespecialiseerde apparatuur. Deze complexiteit wordt weerspiegeld in hun vaak hogere kosten.
Er zijn een aantal duidelijke voordelen voor een CCD-sensor via een CMOS-sensor:
- Minder ruis en typisch beelden van hogere kwaliteit, vooral bij weinig licht
- Betere kleurdiepte omdat het dynamische bereik van de sensor vaak twee keer zo groot is als die van CMOS-sensoren
- Hogere resolutie en lichtgevoeligheid
Wat is een CMOS-beeldsensor?
Complementaire metaaloxide-halfgeleidersensoren zetten pixelmetingen gelijktijdig om, gebruikmakend van circuits op de sensor zelf. CMOS-sensoren gebruiken afzonderlijke versterkers voor elke pixel.
CMOS-sensoren worden vaak gebruikt in DSLR's omdat ze sneller en goedkoper zijn dan CCD-sensoren. Zowel Nikon als Canon gebruiken CMOS-sensoren in hun geavanceerde DSLR-camera's.
De CMOS-sensor heeft ook zijn voordelen:
- Hogere verwerkingssnelheid omdat de actieve pixels en ADC zich op dezelfde chip bevinden
- Lager stroomverbruik, maar liefst 100 keer minder dan een CCD
- Geïntegreerde camerafuncties zoals automatische belichting, kleurcodering en beeldcompressie rechtstreeks op de chip
- Voorkomt "uitsmeren" wanneer een afbeelding overbelicht is
- Minder duur productieproces
- De kwaliteit is aanzienlijk verbeterd sinds hun introductie
Kleurfilter Array-sensoren
Aan de bovenkant van de sensor is een kleurenfilterarray aangebracht om rode, groene en blauwe lichtcomponenten op de sensor te vangen. Daarom kan elke pixel slechts één kleur meten. De andere twee kleuren worden geschat door de sensor op basis van de omringende pixels.
Hoewel deze benadering de beeldkwaliteit enigszins kan beïnvloeden, is deze nauwelijks te zien op de hoge resolutie camera's van vandaag. De meeste huidige DSLR's gebruiken deze technologie.
Foveon-sensoren
Menselijke ogen zijn gevoelig voor de drie primaire kleuren rood, groen en blauw, en andere kleuren worden uitgewerkt door een combinatie van de primaire kleuren. In filmfotografie leggen de verschillende primaire kleuren de corresponderende chemische filmlaag bloot.
Op dezelfde manier hebben Foveon-sensoren drie sensorlagen, die elk een van de primaire kleuren meten. Een beeld wordt geproduceerd door deze drie lagen te combineren tot een mozaïek van vierkante tegels. Dit is nog steeds een vrij nieuwe technologie die op sommige Sigma-camera's in gebruik is.
