¿Por qué las cámaras digitales tienen muy buena sensibilidad CCD, mientras que algunas SLR (como la EOS550D) utilizan sensores COMS?
A la misma resolución, CMOS es más barato que CCD, pero la calidad de imagen producida por los dispositivos CMOS es inferior a la de CCD. Hasta ahora, la mayoría de las cámaras digitales de consumo y de alta gama del mercado utilizan CCD como sensor; los sensores CMOS se utilizan como productos de gama baja en algunas cámaras. Si algún fabricante de cámaras utiliza un sensor CCD, no escatimará esfuerzos para promocionarlo como un punto de venta, e incluso lo llamará "cámara digital". Durante un tiempo, la presencia o ausencia de un sensor CCD se convirtió en uno de los criterios para juzgar la calidad de las cámaras digitales. La principal ventaja de CMOS para CCD es que ahorra mucho energía. A diferencia de los CCD compuestos por diodos, los circuitos CMOS casi no tienen consumo de energía estática, que ocurre solo cuando el circuito está encendido. Esto hace que el consumo de energía del CMOS sea sólo aproximadamente 1/3 del del CCD normal, lo que ayuda a mejorar la mala impresión que la gente tiene de las cámaras digitales como "tigres eléctricos". El principal problema con CMOS es el sobrecalentamiento debido a cambios demasiado frecuentes en la corriente cuando se trata de imágenes que cambian rápidamente. Si la corriente oscura se suprime bien, no será un gran problema. Si la corriente oscura se suprime mal, fácilmente se producirá el caos. Además, los métodos de escaneo de datos de imágenes de CMOS y CCD son muy diferentes. Por ejemplo, si la resolución es de 3 millones de píxeles, el sensor CCD puede escanear continuamente 3 millones de cargas. El método de escaneo es tan simple como pasar un cubo de una persona a otra, y la señal se amplifica solo después de que se completa el último escaneo de datos. Cada píxel de un sensor CMOS tiene un amplificador que convierte la carga eléctrica en una señal eléctrica. Por lo tanto, el sensor CMOS puede amplificar la señal píxel a píxel y puede eliminar cualquier operación de transmisión no válida, por lo que puede escanear datos rápidamente con muy poco consumo de energía y reducir el ruido. Esta es la tecnología de transferencia de carga en píxeles de Canon. El concepto y principio de funcionamiento de los dispositivos fotosensibles
Un dispositivo de carga acoplada (CCD) es un sensor de imagen de un dispositivo de carga acoplada, que está hecho de materiales semiconductores altamente sensibles. Puede convertir la luz en cargas eléctricas, y las cargas eléctricas se convierten en señales digitales a través de un chip de conversión de analógico a digital. La señal digital comprimida se guarda en la memoria flash o en la tarjeta de disco duro incorporada en la cámara, por lo que los datos se pueden transferir fácilmente a la computadora y la imagen se puede modificar según las necesidades y la imaginación con la ayuda de medios de procesamiento por computadora. . Un CCD consta de muchas células fotosensibles, normalmente medidas en megapíxeles. Cuando la superficie del CCD se ilumina con luz, cada unidad fotosensible refleja la carga en el módulo y las señales generadas por todas las unidades fotosensibles se suman para formar una imagen completa.
Dispositivo de carga acoplada
En comparación con la película tradicional, el CCD está visualmente más cerca del modo de trabajo del ojo humano. La retina del ojo humano está compuesta por bastones responsables de la percepción de la intensidad de la luz y conos responsables de la percepción del color, que trabajan juntos para formar la percepción visual. Después de 35 años de desarrollo, se han finalizado la forma general y el modo de funcionamiento del CCD. El CCD se compone principalmente de una rejilla en forma de mosaico, una lente condensadora y una matriz de circuito electrónico en la parte inferior. Entre las empresas actualmente capaces de producir CCD se encuentran Sony, Philips, Kodak, Panasonic, Fujifilm y Sharp, la mayoría de las cuales son fabricantes japoneses.
En la actualidad, existen dos tipos principales de elementos fotosensibles CCD: CCD de matriz lineal y CCD de matriz de área. Las cámaras fijas de alta resolución utilizan CCD de matriz de líneas para capturar imágenes una línea a la vez, de la misma manera que un escáner plano escanea fotografías. Este tipo de CCD tiene alta precisión pero baja velocidad. No puede usarse para fotografiar objetos en movimiento y no puede usar flash.
Matrix CCD, en el que cada elemento fotosensible representa un píxel de la imagen, y cuando se abre el obturador, toda la imagen queda expuesta simultáneamente. Generalmente, existen dos métodos para que el CCD de matriz de área procese el color. Una es incrustar filtros de color en la matriz CCD y utilizar filtros de color diferentes para píxeles similares. Hay dos disposiciones típicas: G-R-G-B y C-Y-G-M. Los principios de imagen de estas dos disposiciones son los mismos. Durante la grabación de una fotografía, un microprocesador dentro de la cámara toma una señal de cada píxel y combina cuatro puntos adyacentes en un solo píxel. Este método permite una exposición instantánea y el microprocesador puede funcionar muy rápido. Este es el principio de imagen del CCD en la mayoría de las cámaras digitales. Debido a que no está sintetizado en el mismo punto e implica cálculos matemáticos, el mayor defecto de este CCD es que las imágenes producidas nunca pueden ser tan nítidas como un cuchillo.
Semiconductor complementario de óxido metálico
Semiconductor complementario de óxido metálico CMOS (semiconductor complementario de óxido metálico), al igual que CCD, es un semiconductor que puede registrar cambios de luz en cámaras digitales. La tecnología de fabricación de CMOS no es diferente de la de los chips de computadora en general. Utiliza principalmente semiconductores hechos de silicio y germanio. De esta manera, los semiconductores con niveles de energía N (cargados) y P (cargados + cargados) se almacenan en estos. dos efectos complementarios La corriente eléctrica resultante puede ser registrada por el chip de procesamiento e interpretada como una imagen. Pero la desventaja del CMOS es que es demasiado propenso a desordenarse. Esto se debe principalmente a que el diseño inicial hacía que el CMOS se sobrecalentara al procesar imágenes que cambiaban rápidamente porque la corriente cambia con demasiada frecuencia.
Además de CCD y CMOS, también existe el super CCD lanzado exclusivamente por Fujifilm. Super CCD no utiliza diodos cuadrados convencionales, sino diodos octogonales. Los píxeles están dispuestos en forma de panal y el área por píxel es mayor que la de los CCD tradicionales. El resultado de la rotación de píxeles de 45 grados puede reducir el espacio innecesario para la toma de imágenes y la eficiencia de captación de luz es relativamente alta. Una vez mejorada la eficiencia, se mejoran la sensibilidad, la relación señal-ruido y el rango dinámico.
Cada píxel de un CCD tradicional está compuesto por un diodo, una ruta de señal de control y una ruta de transmisión de energía. Supercode utiliza diodos octogonales en forma de panal, lo que elimina la ruta de la señal de control original y solo requiere una ruta de transmisión de energía en una dirección. El espacio del fotodiodo es más grande. La estructura de disposición del super CCD es más compacta que la del CCD ordinario y la tasa de utilización de píxeles es mayor. Es decir, bajo el mismo tamaño, el fotodiodo del super CCD tiene una mayor absorción de luz, lo que mejora la sensibilidad y la señal. -Relación de ruido y rango dinámico.
Entonces, ¿por qué los píxeles de salida del super CCD son más altos que los píxeles efectivos? Sabemos que el CCD no es muy sensible al verde, por lo que utilizamos la síntesis G-B-R-G. De hecho, algunos de los píxeles sintetizados son * * *, por lo que existe una cierta brecha entre la calidad de la imagen y el estado ideal. Las cámaras digitales profesionales de gama alta utilizan 3CCD para experimentar RGB tridimensional El motivo de la luz de color. Super CCD logra el equivalente a los píxeles R, G y B cambiando la relación de disposición entre los píxeles. Al sintetizar píxeles, también utilizan tres píxeles como grupo. Entonces, un CCD tradicional sintetiza cuatro píxeles. De hecho, sólo se necesitan tres píxeles y uno se desperdicia. Pero Super CCD descubrió esto: solo se pueden usar tres píxeles para sintetizar un píxel. Es decir, CCD sintetiza un píxel cada 4 puntos y cada punto se calcula 4 veces. El supercódigo sintetiza un píxel cada tres puntos y cada punto se calcula cuatro veces, por lo que la tasa de utilización de los píxeles del supercódigo es mayor que la del tradicional. CCD, y los píxeles generados son Más.
Cámara digital SLR Cámara digital SLR se refiere a una cámara digital réflex de lente única, es decir, la abreviatura en inglés DSLR de digital, single-lens, lens y reflectiva. Las marcas de cámaras digitales SLR comunes actualmente en el mercado incluyen Nikon, Canon, Pentax, Fuji, etc.
Principio de funcionamiento:
En el sistema de funcionamiento de una cámara digital SLR, después de que la luz llega al reflector a través de la lente, se refracta a la pantalla de enfoque de arriba para formar una imagen. A través del ocular y el pentaprisma, podemos ver el paisaje exterior en la ventana de observación. Por el contrario, una cámara digital típica sólo puede ver la imagen capturada a través de la pantalla LCD o el visor electrónico (EVF). Obviamente, la imagen vista directamente es más propicia para la toma que la imagen vista después del procesamiento.
Al disparar con una DSLR, presione el botón del obturador, el reflector aparecerá, la cortina del obturador frente al elemento fotosensible (CCD o CMOS) se abrirá al mismo tiempo, la luz que pasa a través del La lente se proyectará sobre el original fotosensible y luego el reflector trasero se recuperará inmediatamente y la imagen podrá verse nuevamente en la ventana del visor. Esta estructura de una cámara réflex de lente única garantiza que se dispare a través de la lente, de modo que la imagen que se ve en el visor siempre sea consistente con la imagen de la película, y su rango de visor sea básicamente consistente con el rango de disparo real, que Es muy propicio para el visor y la composición intuitivos.
Características principales:
Una característica importante de las cámaras digitales SLR es que pueden reemplazar lentes de diferentes especificaciones. Esta es una ventaja inherente de las cámaras SLR y no tiene comparación con las cámaras digitales comunes. .
Además, las cámaras digitales SLR ahora se posicionan como productos de alta gama de las cámaras digitales, por lo que en términos del área del elemento fotosensible (CCD o CMOS) está relacionada con la calidad fotográfica de las cámaras digitales. , el área de las cámaras digitales SLR es mucho mayor que la de las cámaras digitales normales. Esto hace que el área fotosensible de cada píxel de una cámara digital SLR sea mucho mayor que la de una cámara digital normal, por lo que cada píxel puede mostrar un. Brillo y gama de colores más detallados, lo que hace que la calidad fotográfica de una cámara digital SLR sea significativamente mayor que la de una cámara digital normal.