Senzori de imagine

Atelier

Sponsori:

Dimensiunile senzorilor din aparatura digitala
Unitatea de referinta in domeniul dimensiunilor senzorilor de imagine folositi in aparatura foto digitala actuala, este marimea unui cadru al filmului clasic de 35mm, si anume 36x24 mm cu diagonala de 43,3 mm.
In aparatele DSLR, suprafata senzorilor este de circa 40% - 100% din suprafata filmului de 35 mm (numit in mod uzual full frame). Aparatele compacte folosesc insa senzori cu mult mai mici dar avand deobicei aceeasi rezolutie, de unde si diferentele importante de calitate a imaginii, in special in ceea ce priveste zgomotul de imagine si Dynamic Range.

Marimea senzorilor este data de obicei in rapoarte de numere; din pacate nu exista nici o legatura matematica intre acestea si dimensiunile reale ale senzorilor, asa cum se poate vedea si din tabelul urmator in care sunt trecute Tipul senzorului, Aspect ratio (raportul dintre lungimea si latimea senzorului) si dimensiunile fizice, lungime/latime:

Dimensiuni senzor

Tip

Aspect Ratio

Lungime (mm)

Latime (mm)

1/3.6"

4:3

4.000

3.000

1/3.2"

4:3

4.536

3.416

1/3"

4:3

4.800

3.600

1/2.7"

4:3

5.371

4.035

1/2.5"

4:3

5.760

4.290

1/2.3"

4:3

6.16

4.62

1/2"

4:3

6.400

4.800

1/1.8"

4:3

7.176

5.319

1/1.7"

4:3

7.600

5.700

2/3"

4:3

8.800

6.600

1"

4:3

12.800

9.600

**4/3" ()

4:3

18.000

13.500

1.8" ()

3:2

23.700

15.700

Film de 35 mm()**

3:2

36.000

24.000

() Tipul 4/3 sau 4/3" se numeste Four Thirds System si este un standard creat de Olympus* si Kodak pentru aparatele DSLR.
(*) Format numit APS-C. APS-C da totusi o dimensiune informativa a senzorului, pentru ca producatorii merg pe dimensiuni particularizate: 21.5 x 14.4 mm (Sony), 23.7 x 15.7 mm (Nikon "DX"), 22.2 x 14.8 mm si 28.7 x 19.1 mm pentru diferite modele de la Canon.
() Formatul Full-Frame sau complet.

Ce este un senzor şi cum funcţionează?

Aparatele fotografice clasice folosesc filmul fotografic pentru a capta imaginea. Camerele foto digitale însă folosesc un aşa numit "senzor de imagine". Aceste cipuri de silicon conţin milioane de diode fotosenzitive, numite puncte (pixeli). În momentul scurt în care obturatorul se deshide, fiecare punct înregistrează intensitatea luminii care îl atinge. Apoi intensitatea luminii înregistrată de fiecare punct este memorată ca o serie de numere, pentru a putea reda ulterior imaginea capturată.
Fotografiile digitale sunt compuse din sute de mii sau milioane de pixeli.

Senzorii CCD

Numele (Charge-Coupled Devices) vine de la modul dupa care este transmisa sarcina elecrica dupa expunere: o data ce expunerea s-a inchiat fiecare fotoelement este incarcat cu o anumita sarcina electrica, primul rand de pixeli isi transfera sarcinile intr-o zona de unde sarcinile sunt amplificate si trecute printr-un convertor analog-digital, cand acest proces a fost terminat cu prima linie, pixelii de pe prima linie nu mai au sarcina electrica (fiecare linie este cuplata cu cea de deasupra, pixel cu pixel) iar apoi a doua linie isi transfera sarcina pixelilor de pe prima linie, care o transfer in acea zona de unde sarcina e amplificata si convertita in date. Si linie cu linie fiecare pixel isi transmite sarcina mai departe. Senzorii CCD folosesc sistemul Bayer - RGB (red, green, blue) cu de doua ori mai multi pixeli verzi decat rosii sau albastri.
Până recent, senzorii CCD erau singurii senzori folosiţi în camerele digitale. Senzorii CCD au cunoscut o dezvoltare foarte amplă prin folosirea lor în multe domenii importante, printre care se numără medicina şi astronomia, prin folosirea lor în scannere, camere video şi alte aparate de acest gen.

Senzorii CMOS

CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) este o alternativă la cipurile CCD. Problema cu cipurile CCD nu este calitatea, care e foarte bună, ci costurile de producţie destul de ridicate. CCD-urile sunt fabricate cu aparate care sunt folosite doar pentru construcţia acestui tip de senzor. Cipurile CMOS însă pot fi fabricate cu aceeaşi tehnologie cu care se produc procesoarele şi memoriile pentru calculatoare. De aici, costurile de producţie a acestor senzori de imagine scad foarte mult. De fapt, termenul CMOS se referă la felul în care un senzor este fabricat şi nu la o tehnologie de senzori de imagine anume).

CCD versus CMOS**

Calitatea imaginii produse de senzori CMOS egalează cea produsă de CCD în aria produselor din clasele de jos şi de mijloc. Senzorii cei mai performanţi din clasele cele mai sofisticate rămân senzorii CCD, cel puţin în momentul de faţă.

Senzorii CMOS pot schimba instantaneu starea din capturarea imaginilor la înregistrarea de filme

Senzorii CMOS sunt excelenţi pentru capturarea de imagini în natură şi în condiţii bune de luminozitate, însă au de suferit în condiţii proaste de iluminare, situaţii în care un blitz este indispensabil. Acest lucru se datorează faptului că pe fiecare punct fotografic al senzorului CMOS există şi o parte de circuite, care este opacă, şi astfel punctul respectiv primeşte mai puţină lumină. Procentul dintr-un pixel care captează efectiv lumina se numeşte "factor de umplere". Cu cât acest factor este mai mare, cu atât punctele fotografice primesc mai multă lumină şi astfel sensorul este mai sensibil. Senzorii CCD au un factor de umplere de 100%.

senzorii CMOS au un nivel al "zgomotului" imaginii mai ridicat decât CCD-urile, aşa că timpul de procesare al imaginilor creşte.

Pentru ce optăm în cele din urmă? Senzori CCD sau CMOS? Odată cu noile evoluţii tehnologice, calitatea obţinută este foarte mare, oricare din variante se alege. Rămâne doar problema de costul de producţie, care până la urmă nu este de neglijat. De asemenea există diverse variante ale fiecărei tehnologii, specifice fiecărei firme producătoare mari în parte. Samsung şi Canon, Nikon şi DALSA, şi alte nume cunoscute aduc tot atâtea variante de senzori, fiecare cu un specific bine conturat. Senzorii cei mai performanţi din clasele cele mai sofisticate rămân senzorii CCD, cel puţin în momentul de faţă.

Bibliografie:
piatadefotografie, DPreview, Wikipedia

Senzori de imagine

Tot ce trebuie sa stii despre dimensiunile si caracteristicile senzorilor.