Sensor máy ảnh là gì? Có bao nhiêu loại và cách phân loại cảm biến

Sensor máy ảnh được ví như trái tim của mọi chiếc máy ảnh, đóng vai trò vô cùng quan trọng trong việc ghi lại những khoảnh khắc đẹp đẽ và lưu giữ kỷ niệm.

Để hiểu hơn về Sensor máy ảnh là gì cũng như có bao nhiêu loại cảm biến, mời bạn đọc bài viết dưới đây từ Máy Ảnh Hoàng Tô.

Sensor máy ảnh là gì?

Sensor thực chất là một tấm silicon chứa các tế bào quang điện
Sensor thực chất là một tấm silicon chứa các tế bào quang điện

Cảm biến là trái tim, là bộ phận quan trọng nhất của máy ảnh, chi phí để sản xuất đôi khi chiếm 1/3 tổng giá trị của máy. Cảm biến là yếu tố quyết định kích thước ảnh, độ phân giải, khả năng chụp ở điều kiện thiếu sáng, độ sâu trường ảnh, dải nhạy sáng, ống kính và thậm chí là kích thước của máy ảnh.

Sensor máy ảnh thực chất là một tấm silicon chứa các tế bào quang điện, nó thu nhận ánh sáng và chuyển đổi những gì bạn nhìn thấy qua kính ngắm hoặc màn hình LCD thành hình ảnh.

Cảm biến máy ảnh quyết định chất lượng của bức ảnh, có thể là đẹp hay xấu, chất lượng cao hay thấp và còn quyết định kích thước tối đa bạn có thể in bức ảnh đó ra.

Chất lượng ảnh không chỉ phụ thuộc vào kích thước vật lý của cảm biến, mà còn phụ thuộc vào số lượng pixel (hay điểm ảnh) và kích thước của từng pixel.

Kích thước cảm biến cũng ảnh hưởng đến góc nhìn qua khung ngắm, quyết định nội dung bạn đang chụp và những gì được ghi lại trong khung hình. Cảm biến nhỏ thường thu được ít cảnh hơn so với cảm biến lớn.

Khám phá ngay các nội dung đầy hữu ích về máy ảnh như: Nên chọn Lens Tele hay Lens góc rộng để chụp ảnh?, Tại sao Global Shutter quan trọng trong nhiếp ảnh?, So sánh tín hiệu giữa Analog và Digital trên Drone,…

Phân loại cảm biến máy ảnh

Chia sẻ về phân loại cảm biến máy ảnh
Chia sẻ về phân loại cảm biến máy ảnh

Cảm biến BSI/BI

Là một loại cảm biến nhỏ thường xuất hiện trên điện thoại di động hơn là trên máy ảnh. Trên thị trường máy ảnh, cảm biến BSI/BI không được ưa chuộng bởi vì tính năng và giá cả của nó không thể so sánh được với các loại cảm biến tốt hơn. Ít máy ảnh sử dụng cảm biến này vì lý do đó.

Cảm biến máy ảnh BSI/BI được Omni giới thiệu lần đầu vào năm 2007, nhưng không được chào đón vì giá cao và vấn đề cháy sáng khi chụp dưới ánh sáng thông thường.

Cảm biến này sẽ tạo ra hình ảnh rất sắc nét nếu loại bỏ lớp lọc AA, nhưng vẫn gặp phải hiện tượng lỗi màu và phân tách vùng DR. Tuy nhiên, so với cảm biến CMOS Fi, cảm biến BSI/BI cho hiệu quả cao hơn khi chụp ở điều kiện thiếu sáng.

Cảm biến CCD

Loại cảm biến camera đầu tiên được phát triển
Loại cảm biến camera đầu tiên được phát triển

Là một trong những cảm biến camera đầu tiên được phát triển và vẫn được sử dụng rộng rãi ngày nay. Khi mới xuất hiện, CCD luôn là lựa chọn hàng đầu của các hãng máy ảnh vì khả năng xử lý ánh sáng và tiếng ồn tốt, cho ra hình ảnh chất lượng cao hơn so với các loại cảm biến khác thời điểm đó. Tốc độ xử lý của CCD khoảng 30 khung hình mỗi giây.

Mặc dù CCD phổ biến trên thị trường, nhưng lại không được đánh giá cao do quá trình sản xuất phức tạp và tiêu thụ năng lượng lớn. Bên trong cảm biến CCD có vùng quang hoạt – epitaxy silicon, mỗi phần nhỏ của vùng này phản ứng với ánh sáng và chuyển đổi thành tín hiệu điện.

CCD sử dụng bộ lọc màu để chuyển đổi ánh sáng thành màu sắc, thông qua mô hình Bayer. Photodiode và mạch hỗ trợ đóng vai trò quan trọng trong quá trình chuyển đổi này.

CCD xử lý thông tin từ mỗi pixel bằng cách đưa chúng vào các rãnh tín hiệu đầu ra, tuy nhiên quá trình này tốn nhiều thời gian và năng lượng, và rãnh tín hiệu chiếm không gian, làm giảm hiệu suất thu ánh sáng.

Cảm biến hình ảnh CMOS

Loại cảm biến phổ biến nhất trong máy ảnh hiện nay
Loại cảm biến phổ biến nhất trong máy ảnh hiện nay

Là một trong những loại cảm biến phổ biến nhất trong máy ảnh hiện nay, trước đây chất lượng của nó thua kém so với cảm biến CCD, nhưng với sự tiến bộ của công nghệ, CMOS đã vượt qua CCD.

Ban đầu, hình ảnh từ cảm biến CMOS có nhiễu cao, để khắc phục điều này, các thế hệ sau được trang bị vi thấu kính chính xác và đọc dữ liệu theo thứ tự để cải thiện chất lượng hình ảnh.

CMOS có kích thước nhỏ gọn, giúp tiết kiệm diện tích cho rãnh truyền thông tin vì quá trình xử lý tín hiệu thông qua transistor bán dẫn và dây dẫn.

Với nhiều tính năng tích hợp sẵn, cảm biến CMOS có khả năng xử lý nhanh, nhạy sáng tốt, ít nhiễu và tiêu thụ ít điện năng hơn so với CCD (chỉ bằng 1/5 hoặc 1/10). Thích hợp cho việc chụp ở tốc độ cao và có giá thành thấp hơn so với CCD.

Cảm biến LiveMOS

Là kết hợp hoàn hảo giữa cảm biến CCD và CMOS trên máy ảnh. LiveMOS tiêu thụ ít điện năng, giảm tiếng ồn đáng kể và tạo ra hình ảnh chất lượng cao.

LiveMOS sử dụng hệ thống điều khiển mới để gửi tín hiệu hình ảnh đồng thời tại mỗi pixel. Mạch đơn giản giúp giảm khoảng cách giữa các photodiode và tăng diện tích thu ánh sáng, cũng như xử lý thông tin nhanh hơn.

Được trang bị ổ đĩa 5-V để giảm tiếng ồn, cảm biến này cho phép chụp ảnh tốt trong điều kiện ánh sáng yếu. LiveMOS còn sử dụng công nghệ readout mạch tín hiệu và kiến trúc điều khiển pixel, giúp tiết kiệm điện năng và tạo ra hình ảnh màu sắc tự nhiên và mượt mà hơn.

Cảm biến Foveon X3

Loại cảm biến được thiết kế bởi Foveon
Loại cảm biến được thiết kế bởi Foveon

Loại cảm biến không cần mảng lọc Bayer, do đó không cần demosiacing để tạo ra hình ảnh, điều này giúp nó có nhiều ưu điểm và tạo ra hình ảnh có độ phân giải cao hơn nhiều.

Cảm biến Foveon X3 sử dụng các photosite, mỗi nhóm gồm ba điểm nhạy sáng xếp chồng lên nhau theo chiều dọc và tổ chức theo kiểu một lưới hai chiều. Mỗi điểm trong ba điểm nhạy sáng phản ứng với các bước sóng khác nhau của ánh sáng, tạo ra độ sâu khác nhau.

Dữ liệu từ các điểm nhạy sáng sau đó được xử lý để cung cấp thông tin về ba màu cơ bản: đỏ, xanh lá cây và xanh dương. Vì chiều sâu trong wafer silicon của mỗi lớp cảm biến Foveon X3 ít hơn 5 micromet, có thể gây ra đôi chút sai lệch màu.

Cảm biến CMOS FI

Cuối cùng là cảm biến máy ảnh CMOS FI truyền thống, vấn đề hấp thụ ánh sáng không hiệu quả do lượng ánh sáng hao hụt nhiều.

Nhà phát triển đã cải thiện bằng cách đặt lớp điện môi xử lý tín hiệu ở phía trước tấm nền cảm quang để tăng hiệu suất thu nhận ánh sáng, nhưng vẫn chưa đủ để cảm biến CMOS FI được ưa chuộng.

Trên đây là những thông tin cơ bản về sensor máy ảnh cũng như cách phân loại. Nếu thấy hữu ích, bạn có thể khám phá thêm tại Chuyên mục kiến thức. Mong sớm gặp lại với những bài viết khác từ Máy Ảnh Hoàng Tô.

Máy ảnh Hoàng Tô – Máy ảnh xách tay Nhật

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *