すべてのデジタルカメラには、写真を作成するための情報をキャプチャするイメージセンサがあります。 CMOSとCCDの2種類の主要イメージセンサがあり、それぞれに利点があります。
イメージセンサはどのように機能しますか？
イメージセンサーを理解する最も簡単な方法は、それをフィルムの同等物と考えることです。デジタルカメラのシャッターボタンが押されると、光がカメラに入ります。画像は、35mmフィルムカメラのフィルムに露光されるのと同じ方法でセンサーに露光されます。
デジタルカメラセンサは、フォトダイオードによって電荷に変換されるフォトン（光のエネルギーパケット）を収集するピクセルからなる。次に、この情報は、アナログデジタル変換器（ADC）によってデジタル値に変換され、最終的な画像に値を処理することができます。
DSLRカメラとポイントアンドシュートカメラは主にCMOSとCCDの2種類のイメージセンサを使用します。
CCDイメージセンサとは何ですか？
電荷結合素子センサは、センサを取り囲む回路を用いてピクセル測定値を順次変換する。 CCDは、すべてのピクセルに単一の増幅器を使用する。
CCDは特殊な装置を備えたファウンダリで製造されています。この複雑さは、しばしばより高いコストに反映されます。
CMOSセンサーと比較してCCDセンサーにはいくつかの明確な利点があります。
- 特に低照度環境では、ノイズが少なく、通常は高品質の画像
- センサのダイナミックレンジはしばしばCMOSセンサの2倍です
- 高解像度と光感度
CMOSイメージセンサとは何ですか？
相補型金属酸化物半導体センサは、センサ自体の回路を使用してピクセル測定値を同時に変換します。 CMOSセンサは、各画素に対して別個の増幅器を使用する。
CMOSセンサは、CCDセンサよりも高速で安価であるため、一般的にDSLRに使用されています。 NikonとCanonの両方とも、ハイエンドのDSLRカメラでCMOSセンサーを使用しています。
CMOSセンサーにも利点があります。
- アクティブピクセルとADCが同じチップ上にあるため、処理速度が速くなります
- CCDより100倍も少ない低消費電力
- 自動露光、カラーエンコーディング、画像圧縮などの統合されたカメラ機能をチップ内で直接実行
- 画像が白とびしているときの「スミア」を防ぎます。
- 安価な製造プロセス
- 導入以来、品質は大幅に向上しています
カラーフィルタアレイセンサ
カラーフィルタアレイがセンサの上部に取り付けられ、センサ上に落ちる光の赤、緑、青の成分を捕捉する。したがって、各ピクセルは1つの色しか測定できません。他の2つの色は、周囲のピクセルに基づいてセンサによって推定される。
この手法は画質にわずかな影響を与えることがありますが、今日の高解像度カメラではほとんど目に見えません。最新のDSLRはこの技術を使用しています。
Foveonセンサー
人間の目は、赤、緑、青の三原色に敏感であり、他の色は原色の組み合わせによって演出される。フィルム写真撮影では、異なる原色が対応するフィルムの化学層を露出させる。
同様に、Foveonセンサは3つのセンサ層を有し、それぞれが原色の1つを測定する。これらの3つの層を組み合わせて画像を生成し、正方形のタイルのモザイクを生成する。これはまだシグマカメラの一部で使用されているかなり新しい技術です。
