Všechny digitální fotoaparáty mají obrazový snímač, který zachycuje informace k vytvoření fotografie. Nejčastěji se používají snímače CMOS, CCD, pole barevných filtrů a snímače Foveon.
Jak funguje obrazový senzor?
Představte si obrazový snímač jako ekvivalent filmu. Když je na digitálním fotoaparátu stisknuto tlačítko spouště, do fotoaparátu vstoupí světlo. Obraz je na snímač vystaven stejným způsobem, jako by byl vystaven na kus filmu v 35mm filmové kameře. Senzory digitálních fotoaparátů zachycují světlo a další informace, které jsou převáděny na digitální hodnotu pomocí analogově-digitálního převaděče (ADC). To umožňuje fotoaparátu zpracovat hodnoty do konečného obrazu. Fotoaparáty DSLR a fotoaparáty typu point-and-shoot primárně používají dva typy obrazových snímačů: CMOS (doplňkový polovodič kov-oxid) a CCD (nabitá vazba).
CCD snímače obrazu
CCD senzory převádějí měření pixelů postupně pomocí obvodů obklopujících senzor. CCD používají pro všechny pixely jediný zesilovač. CCD se vyrábějí ve slévárnách se specializovaným vybavením. Tato složitost se odráží v ceně, která je obvykle vyšší než cena snímačů CMOS. Senzor CCD má oproti senzoru CMOS několik odlišných výhod:
- Méně šumu a obvykle kvalitnější obrázky, zejména za špatných světelných podmínek.
- Lepší barevná hloubka, protože dynamický rozsah snímače je často dvakrát větší než u snímačů CMOS.
- Vyšší rozlišení a citlivost na světlo.
Obrazové snímače CMOS
Senzory CMOS převádějí měření pixelů současně pomocí obvodů na samotném senzoru. Senzory CMOS používají pro každý pixel samostatné zesilovače. Snímače CMOS se běžně používají v digitálních zrcadlovkách, protože jsou rychlejší a levnější než snímače CCD. Nikon i Canon používají snímače CMOS ve svých špičkových fotoaparátech DSLR. Senzor CMOS má také své výhody:
- Rychlejší zpracování, protože aktivní pixely a ADC jsou na stejném čipu.
- Nižší spotřeba energie – až stokrát nižší než u CCD.
- Integrované funkce fotoaparátu, jako je automatická expozice, kódování barev a komprese obrazu přímo v čipu.
- Zabraňuje „rozmazání“, když je obrázek přeexponovaný.
- Méně nákladný výrobní proces.
- Pokračující zlepšování kvality.
Čidla pole barevného filtru
V horní části snímače je umístěno pole barevného filtru, které zachycuje červené, zelené a modré složky světla dopadajícího na snímač. Proto je každý pixel schopen měřit pouze jednu barvu. Další dvě barvy odhaduje snímač na základě okolních pixelů. Tento přístup může mírně ovlivnit kvalitu obrazu, ale na dnešních fotoaparátech s vysokým rozlišením je to sotva patrné. Tuto technologii využívá většina současných digitálních zrcadlovek.
Senzory Foveon
Lidské oči jsou citlivé na tři základní barvy červenou, zelenou a modrou a ostatní barvy jsou zpracovány kombinací základních barev. Ve filmové fotografii různé primární barvy vystavují odpovídající chemickou vrstvu filmu. Podobně mají senzory Foveon tři vrstvy senzorů; každý měří jednu ze základních barev. Kombinací těchto tří vrstev vznikne mozaika čtvercových dlaždic. Některé fotoaparáty Sigma používají Foveons, ale tyto senzory nejsou tak populární. Fotografové to připisují své pomalejší rychlosti, větším velikostem obrazových souborů a složitějším technikám než běžnější protějšky Foveon.