تستخدم معظم الكاميرات الرقمية الحديثة تقنية أشباه الموصلات المعدنية التكميلية (CMOS) لالتقاط الضوء، ولكن ليست جميعها متشابهة. في هذا المقال، سنلقي نظرة على الأنواع المختلفة من أجهزة استشعار CMOS وكيفية اختلافها عن رقائق CCD وFoveon.
الاختلافات المعمارية
تشترك جميع أجهزة استشعار CMOS في بعض أوجه التشابه الأساسية. تتكون من شبكة من مواقع الصور الحساسة للضوء ومرشح ألوان يضيف اللون. تستخدم معظم المستشعرات مصفوفة مرشح ألوان 4 × 4 (CFA) تسمى Bayer CFA، لكن بعض نماذج Fujifilm تستخدم مصفوفة X-Trans CFA أكثر تعقيدًا 6 × 6.
CMOS وBSI CMOS
التصميم الأساسي لـ CMOS موجود حتى يومنا هذا في الكاميرات ذات المستوى المبدئي ومتوسط المدى. يتميز بترتيب عكسي لمواقع الصور على القالب، مما يسمح بسرعات قراءة أسرع. يتيح هذا التغيير مزايا عملية: بشكل عام، يكون BSI CMOS أفضل بـ f-stop عندما يتعلق الأمر بضوضاء الصورة.
Stacked CMOS
يعمل تصميم CMOS المكدس على تحسين مفهوم BSI CMOS. يضعون أيضًا معالج إشارة الصورة وذاكرة DRAM فائقة السرعة في نفس السيليكون. وهذا يجعل سرعات القراءة أسرع.
Global Shutter CMOS
يأخذ مستشعر الغالق العالمي CMOS الأمور خطوة أخرى إلى الأمام. فهو لا يقوم بالمسح عبر المستشعر بسرعة فحسب، بل يقوم بذلك في لحظة.
كاميرات CCD وFoveon وأحادية اللون وكاميرات الطيف الكامل
كانت أجهزة استشعار CCD هي المعيار القياسي للكاميرات الاستهلاكية في العصور القديمة ولكنها أفسحت المجال لـ CMOS في السنوات الأخيرة. لا يزال لدى الأول أنصار، ولكن بصرف النظر عن التعاقدات المنخفضة الجودة، فإنك لا ترى المستشعر في النماذج الاستهلاكية الحديثة.
تقوم رقائق Foveon بتسجيل الألوان بشكل مختلف عبر ثلاث طبقات حساسة للضوء بدلاً من مصفوفة مرشحات الألوان. يمكن أن تنتج هذه الكاميرات تفاصيل أكثر بكثير من مستشعر Bayer المماثل لعدد البكسل، ولكن لها عيوب أيضًا.
تحذف الكاميرات أحادية اللون مجموعة مرشحات الألوان لالتقاط العالم بالأبيض والأسود. تُظهر هذه الكاميرات ميزة في التفاصيل، ولكنها تتفوق على خيارات الألوان عند مستويات ISO عالية.
لن تجد أي كاميرات تعمل بالأشعة تحت الحمراء كاملة الطيف معروضة للبيع في متجرك المحلي الكبير، ولكنها موجودة. يحب متخصصو المناظر الطبيعية استخدام هذه المستشعرات لالتقاط مشاهد سريالية وغريبة هنا على الأرض.
اختيار الكاميرا المناسبة
الآن بعد أن عرفت المزيد عن أجهزة الاستشعار، حان الوقت لاختيار الكاميرا. إذا كنت تتسوق لشراء طراز عدسة قابل للتبديل، فاطلع على اختياراتنا لأفضل الكاميرات ذات الإطار الكامل بدون مرآة، أو اقرأ دليل الشراء الأكثر عمومية إذا لم تكن متأكدًا من نوع الكاميرا التي يجب عليك شراؤها.
مزايا تقنية CMOS
تتمتع أجهزة استشعار CMOS بالعديد من المزايا مقارنة بأجهزة استشعار CCD، بما في ذلك كفاءة الطاقة وانخفاض الحرارة وسرعة القراءة.
هناك أربعة أنواع رئيسية من أجهزة استشعار CMOS: CMOS الأساسي، وBSI CMOS، وCMOS المكدسة، وGlobal Shutter CMOS.
يتميز CMOS الأساسي بترتيب عكسي لمواقع الصور على القالب، مما يسمح بسرعات قراءة أسرع.
يتميز BSI CMOS أيضًا بترتيب عكسي لمواقع الصور، بالإضافة إلى ترتيب مرشح ألوان مختلف. يؤدي هذا إلى تحسين ضوضاء الصورة في الإضاءة المنخفضة.
تجمع أجهزة استشعار CMOS المكدسة معالج إشارة الصورة وذاكرة DRAM فائقة السرعة في نفس السيليكون. يؤدي هذا إلى تحسين سرعة القراءة وأداء التركيز التلقائي.
يقرأ مستشعر الغالق العالمي CMOS المستشعر بالكامل في وقت واحد. يؤدي هذا إلى تحسين أداء التصوير في الإضاءة المنخفضة وإمكانية مزامنة الفلاش.
تتوفر أيضًا أنواع أخرى من أجهزة الاستشعار، مثل أجهزة استشعار CCD وFoveon وأحادية اللون وكاميرات الطيف الكامل. تتمتع هذه الأجهزة بمزاياها الخاصة، ولكن يتم استخدامها بشكل أقل شيوعًا من أجهزة
اقرأ أيضا:
ابتكار مصباح LED صغير سيحول كاميرا الجوال إلى مجهر