Kaikilla digitaalikameroilla on kuva-anturi, joka tallentaa tiedot valokuvan luomiseen. Kahdessa ensisijaisessa kuvasensorissa - CMOS ja CCD - ja jokaisella on sen etuja.
Kuinka kuva-anturi toimii?
Helpoin tapa ymmärtää kuva-anturi on ajatella sitä yhtä kuin elokuvakappale. Kun digitaalikameran suljinpainike painetaan, valo tulee kameraan. Kuva altistetaan anturille samalla tavoin kuin se altistetaan 35 mm: n kalvon kameralle.
Digitaalikameratunnistimet koostuvat pikseleistä, jotka keräävät fotoneja (energiapaketteja valolta), jotka valodiodin muuntavat sähkövarauksiaksi. Nämä tiedot vuorostaan muunnetaan digitaaliseksi arvoksi analogi-digitaalimuuntimella (ADC), jolloin kamera voi käsitellä arvot lopulliseen kuvaan.
DSLR-kameroissa ja pistekameroissa käytetään pääasiassa kahdenlaisia kuvaantureita: CMOS ja CCD.
Mikä on CCD-kuvaanturi?
Charge Coupled Device -anturit muuntavat pikselimittaukset peräkkäin käyttäen anturia ympäröivää piiriä. CCD-järjestelmät käyttävät yhtä vahvistinta kaikille pikseleille.
CCD-levyjä valmistetaan valimoissa, joissa on erikoislaitteita. Tämä monimutkaisuus heijastuu niiden usein korkeampiin kustannuksiin.
CMOS-anturissa on joitain selkeitä etuja CCD-anturille:
- Vähemmän melua ja tyypillisesti korkealaatuisempia kuvia, erityisesti heikossa valaistuksessa
- Parempi värileveys, koska anturin dynaaminen alue on usein kaksi kertaa CMOS-antureita
- Korkeampi tarkkuus ja valoherkkyys
Mikä on CMOS-kuvasensori?
Täydentävän metallioksidipuolijohdinanturit muuntavat pikselimittaukset samanaikaisesti käyttämällä itse piirejä. CMOS-anturit käyttävät erillisiä vahvistimia jokaiselle pikselille.
CMOS-antureita käytetään yleisesti DSLR-laitteissa, koska ne ovat nopeampia ja halvempia kuin CCD-anturit. Sekä Nikon että Canon käyttävät CMOS-antureita huippuluokan DSLR-kameroissaan.
CMOS-anturilla on myös sen edut:
- Nopeampi käsittelyn nopeus, koska aktiiviset pikselit ja ADC ovat samassa sirussa
- Pienempi virrankulutus, jopa 100 kertaa pienempi kuin CCD
- Sisäänrakennetut kameratoiminnot, kuten automaattinen valotus, värikoodaus ja kuvan pakkaus suoraan sirulle
- Estää "hajoamisen", kun kuva on ylivalottunut
- Halvempi valmistusprosessi
- Laatu on parantunut merkittävästi niiden käyttöönoton jälkeen
Värisuodattimen sarjaanturit
Anturin yläosaan on asennettu värisuodinmoduuli, joka ottaa vastaan anturille pudotettujen valon punaiset, vihreät ja siniset komponentit. Siksi jokainen pikseli pystyy mittaamaan vain yhden värin. Muut kaksi väriä arvioi anturi ympäröivien pikseleiden perusteella.
Vaikka tämä lähestymistapa voi vaikuttaa kuvan laatuun hieman, se on tuskin havaittavissa nykypäivän korkean resoluution kameroissa. Useimmat nykyiset DSLR: t käyttävät tätä tekniikkaa.
Foveon-anturit
Ihmisen silmät ovat herkkiä kolmen punaisen, vihreän ja sinisen perusvärin suhteen, ja muut värit selvitetään ensisijaisten värien yhdistelmällä. Elokuvalokuvauksessa eri primäärivärit paljastavat vastaavan kalvon kemiallisen kerroksen.
Vastaavasti Foveon-antureilla on kolme anturikerrosta, joista kukin mittaa yhtä ensisijaisista väreistä. Kuva tuotetaan yhdistämällä nämä kolme kerrosta muodostamaan neliölaattojen mosaiikki. Tämä on vielä melko uusi tekniikka, jota käytetään joissakin Sigma-kameroissa.
