Cảm biến máy ảnh là gì?
Cảm biến máy ảnh được coi là bộ phận quan trọng nhất của chiếc máy ảnh. Chi phí để sản xuất cảm biến có lúc chiếm đến 1/3 giá trị của máy ảnh. Cảm biến là yếu tố có ảnh hưởng quyết định đến kích cỡ ảnh, độ phân giải, khả năng chụp thiếu sáng, độ sâu trường ảnh, dải nhạy sáng, ống kính, kích thước của máy ảnh.
Về mặt hình dáng, cảm biến máy ảnh có hình dạng như một tấm silicon trong đó chứa các tế bào quang điện. Bộ phận này sẽ thu nhận ánh sáng và chuyển đổi những gì thấy được qua kính ngắm hoặc màn hình LCD thành hình ảnh.
Các điểm ảnh trên cảm biến máy ảnh là nơi để hứng ánh sáng. Hứng ánh sáng xong nó sẽ xác định chất lượng hình ảnh và ghi lại chính xác màu sắc, độ tương phản và ánh sáng.
Tiếp đó, bộ xử lý sẽ chuyển đổi dữ liệu thành các hình ảnh và lưu lại trong thẻ nhớ. Chất lượng ảnh sẽ còn phụ thuộc vào một số yếu tố nhưng sẽ dao động từ 16MP đến 102MP.
Ý nghĩa của cảm biến máy ảnh
Cảm biến máy ảnh sẽ quyết định việc 1 bức ảnh sẽ đẹp hay xấu, chất lượng cao hay không. Ngoài ra, nó còn ảnh hưởng tới quyết định về kích cỡ tối đa cho phép in bức ảnh ra.
Chất lượng ảnh của nó không chỉ phụ thuộc kích cỡ vật lý của cảm biến, nó còn phụ thuộc vào số lượng pixel (hay còn gọi là điểm nhạy sáng có trên mặt của cảm biến) và kích cỡ của các pixel này.
Kích thước cảm biến cũng sẽ ảnh hưởng đến những gì bạn nhìn thấy qua khung ngắm. Điều đó sẽ quyết định những gì bạn đang chụp và những gì thực sự được ghi lại trong khung hình. Những cảm biến nhỏ thường thu được ít cảnh hơn so với cảm biến toàn khung hình.
Các loại cảm biến máy ảnh
Cảm biến theo cơ chế hoạt động
Cảm biến CCD
Cảm biến CCD là một trong những loại cảm biến lâu đời nhất được sử dụng trên máy ảnh kỹ thuật số. Dạng cảm biến này cung cấp chất lượng hình ảnh tốt hơn so với cảm biến CMOS, với dải tương phản động và kiểm soát nhiễu hiệu quả hơn.
Vào thời điểm mới xuất hiện, cảm biến CCD luôn là sự lựa chọn hàng đầu của những nhà sản xuất máy ảnh bởi nó sở hữu dải nhạy sáng và kiểm soát tiếng ồn nhiễu tốt. Tạo ra chất lượng ảnh chụp vượt trội so với những mẫu cảm biến khác cùng thời. Tốc độ xử lý CCD rơi vào khoảng 30 khung hình/giây.
Hiện tại, CCD vẫn được sử dụng trong các mẫu máy ảnh du lịch giá rẻ. Có điều vì việc lắp ráp phức tạp và tiêu hao điện năng quá nhiều nên các nhà sản xuất chuyển đổi dần qua sử dụng cảm biến CMOS.
Cảm biến CMOS
Cảm biến CMOS là một trong những cảm biến máy ảnh phổ biến nhất hiện nay, đã từng xếp sau cảm biến CCD về chất lượng. Thế nhưng nhờ sự phát triển của công nghệ hiện đại, CMOS đã vượt qua “đối thủ”.
Ban đầu, những hình ảnh mà cảm biến CMOS cho ra thường bị nhiễu hạt cao. Vậy nên để cải tiến tốt hơn, các thế hệ ra đời sau đã được trang bị vi thấu kính bắt sáng chính xác và đọc 2 lần điểm ảnh theo thứ tự đọc là: giá trị bắt sáng trước rồi đến giá trị của mạch hỗ trợ.
Có điều, CMOS sở hữu kích thước nhỏ gọn nên sẽ cần mất nhiều diện tích cho rãnh truyền thông tin. Do bởi quá trình xử lý tín hiệu được thực hiện qua linh kiện bán dẫn transistor và hệ thống dây dẫn.
Cảm biến Foveon X3
Hệ thống cảm biến Foveon X3 không đi kèm với mảng lọc Bayer. Vậy nên sẽ không bắt buộc cần đến yếu tố demosiacing (là quá trình chuyển lưới màu Bayer thành hình ảnh cuối cùng, gồm thông tin đầy đủ về tất cả các màu ở mỗi điểm ảnh) để sản xuất hình ảnh. Nhờ vậy nó có nhiều ưu thế và có thể tạo ra các bức ảnh có độ phân giải cao hơn nhiều.
Cảm biến CMOS FI
Cảm biến máy ảnh CMOS FI (Front-illuminated Sensor) thuộc loại truyền thống. Có điều quá trình hấp thụ ánh sáng của tấm nền cảm quang không hiệu quả do lượng ánh sáng đã hao hụt khá nhiều. Nguyên do là bởi bộ xử lý đã chuyển tín hiệu quang học sang tín hiệu điện tử.
Vấn đề này hiện đã được cải thiện bằng cách đặt lên một lớp điện môi xử lý tín hiệu đặt ở phía trước tấm nền cảm quang để tăng hiệu suất thu nhận ánh sáng. Thế nhưng, giải pháp này vẫn chưa đủ để giúp cảm biến CMOS FI có thể trở nên được ưa thích và sử dụng phổ biến hiện nay.
Cảm biến dựa trên kích thước
Cảm biến 1/2.3 inch (6.3 x 4.7mm)
Cảm biến máy ảnh 1/2.3 inch (6.3 x 4.7mm) từng là loại phổ biến nhất một thời và cũng có có kích thước nhỏ nhất. Nó được sử dụng không chỉ trên các mẫu máy ảnh point-n-shoot, máy ảnh siêu zoom mà còn là trên điện thoại. Cảm biến này sẽ hỗ trợ độ phân giải từ 16-24MP và kích thước ảnh 6.3mm x 4.7mm.1/1.7 inch.
Nó giúp việc tách đối tượng khỏi nền trở nên dễ hơn và đem đến hiệu suất tốt hơn khi chụp trong điều kiện thiếu sáng nhờ việc thu được nhiều ánh sáng hơn. Kích thước của cảm biến này là 7.6mm x 5.7mm.
Cảm biến Full Frame
Kích thước cảm biến ở mức 36mm x 24mm được gọi là Full Frame, vì nó giống như khung của phim 35mm tiêu chuẩn. Vì cảm biến có kích thước lớn nên hình ảnh sẽ không bị cắt bớt đi. Vậy nên những gì bạn nhìn thấy qua khung ngắm sẽ đúng là những gì bạn đang chụp.
Loại cảm biến này khi được kết hợp với các ống kính khẩu độ rộng có thể mang lại độ sâu trường cực kỳ nông, phù hợp với việc chụp ảnh marco và quay video. Cảm biến Full Frame được sử dụng nhiều trong chụp ảnh chuyên nghiệp, bao gồm các máy ảnh DSLR hàng đầu và máy ảnh không gương lật.
Cảm biến Medium Format
Đây được xem như là loại cảm biến có kích thước lớn nhất đến thời điểm hiện tại. Về mặt lý thuyết, Medium Format sẽ giúp tạo ra hình ảnh có chất lượng tốt hơn so với các máy ảnh có cảm biến nhỏ hơn. Bởi vì nó có thể thu được nhiều ánh sáng hơn để tái tạo hình ảnh.
Mặt khác, cảm biến lớn hơn cũng có thể giúp các nhà sản xuất dễ dàng tăng cường số pixel trên cảm biến. Tuy nhiên vì vấn đề chi phí cao nên hầu như loại cảm biến này chỉ được trang bị trên các dòng máy ảnh chuyên nghiệp
Cảm biến APS-H
Cảm biến APS-H được xem là một trong số những cảm biến máy ảnh phổ biến nhất trên các dòng máy ảnh không gương lật.
Cảm biến APS-H có kích thước khoảng 28.7mm x 19mm với số điểm ảnh vừa phải, giúp tăng tốc độ chụp và hiệu suất ISO. Nó có kích thước nhỏ hơn so với cảm biến Full Frame nhưng lại lớn hơn chút ít so với cảm biến APS-C.
Hệ số crop của cảm biến này sẽ tương ứng giữa khung hình ở mức 1.3 lần. Chính vì vậy nên khi bạn sử dụng một ống kính có độ dài tiêu cự 24mm với cảm biến này, nó sẽ cung cấp hiệu quả gần bằng ống kính với độ dài tiêu cự 31mm.
Cảm biến APS-C
Cảm biến APS-C có kích thước gần giống như APS-H: 23.6mm x 15.8mm. Hầu hết các người dùng máy ảnh DSLR và người đam mê thương hiệu lớn như: Nikon, Pentax, Canon và Sony đều sử dụng cảm biến APS-C nhưng không phải tất cả các cảm biến APS-C đều như nhau.
Loại cảm biến này có thể cung cấp sự cân bằng tốt giữa tính di động của hệ thống, chất lượng hình ảnh và sự linh hoạt của ống kính.
Cảm biến Four Thirds
Cảm biến Four Thirds có kích thước 17.3mm x 13mm, bằng một phần tư kích thước của cảm biến Full-frame. Kích thước cảm biến máy ảnh Four Thirds có hệ số crop gấp đôi, tăng gấp đôi độ dài tiêu cự hiệu quả của các ống kính được gắn.
Vì lý do này, các máy ảnh cảm biến M43 phổ biến với các nhiếp ảnh gia du lịch và nhiếp ảnh gia động vật hoang dã, hạn chế tối đa trọng lượng combo máy.
Cảm biến CX (1 inch)
Định dạng CX của Nikon đã được áp dụng trên máy ảnh Nikon 1 sau khi được công vào năm 2011. Hiện giờ, kích thước cảm biến máy ảnh 1 inch là sự lựa chọn vô cùng phổ biến trên đa số các mẫu máy ảnh nhỏ gọn nhờ vừa sở hữu kích thước bé, vừa cho hiệu suất sử dụng cũng vô cùng cao.
Cảm biến 1 inch thường được dùng cho các máy ảnh compact ống kính cố định. Tuy nhiên, các ống kính trên mẫu máy ảnh này thường sẽ bị giới hạn ở khoảng 24mm-70mm hoặc 24mm-100mm.
Nguồn tham khảo: VJ Shop, dienmayxanh, freetuts.net