cảm biến camera CCD

Tìm hiểu về cảm biến camera CCD trên smartphone

Công Nghệ Nhịp Sống Số
Mất:5 phút, 18 giây để đọc

Hiện nay, các hãng sản xuất điện thoại thông minh đang chạy đua khốc liệt trong việc đổi mới công nghệ của mình. Một trong những công nghệ quan trọng được các “ông lớn” chú ý đến là công nghệ camera trên những mẫu smartphone của mình. Công nghệ này được coi là mấu chốt cho sự thành công hay thất bại cho chiếc smartphone. Thực tế cho thấy, để tạo nên được hệ thống camera trên điện thoại thông minh không thể thiếu cảm biến camera. Đây là một bộ phận cực kỳ quan trọng trong hệ thống camera. Cảm biến camera phổ biến nhất trên thế giới phải nhắc đến cảm biến CCD. Nó từng được xem là loại ưu việt nhất trong các công nghệ cảm biến camera. Bài viết này sẽ giúp bạn tìm hiểu về cảm biến camera CCD trên smartphone.

Khái niệm của cảm biến camera CCD

Trước tiên, chúng ta phải biết được khái niệm của CCD là gì. CCD là viết tắt của cụm từ Charge Coupled Device – linh kiện tích điện kép. Công nghệ này dùng để chuyển đổi hình ảnh quang học sang tín hiệu điện. Đây là công nghệ này có tuổi đời lâu nhất trên máy ảnh kỹ thuật số và cung cấp chất lượng hình ảnh vượt trội. Cảm biến camera CCD là yếu tố quyết định tới kích cỡ ảnh, độ phân giải, khả năng chụp thiếu sáng, độ sâu trường ảnh, dải nhạy sáng, ống kính và thậm chí là kích thước của máy ảnh. Các cảm biến này sẽ có vai trò phát hiện và ghi lại tín hiệu sáng. Sau đó các tín hiệu này được xử lý và chuyển đổi điện tích trở thành ảnh rồi được lưu trên bộ nhớ điện thoại.

cảm biến CCD

Thành phần cấu tạo của cảm biến camera CCD

Photodiode trong cấu tạo của cảm biến CCD

Một trong những thành phần quan trọng của cảm biến camera CCD đó chính là photodiode. Đây là loại được sử dụng trong pin mặt trời. Tuy nhiên, bởi được sử dụng cho smartphone, nó sẽ được thiết kế dạng siêu nhỏ để thu nhận điểm ảnh rõ ràng và sắc nét. Đây là thiết kế dựa trên công nghệ vi mạch hay công nghệ microchip trên nền đơn tinh thể silicon. Nó giống các chip như CPU của máy tính hay chip nhớ…

Ngày nay photodiode có dạng bề mặt vuông, chữ nhật hoặc đa giác, kích thước từ 1,4 µm đến hơn 20 µm, cho phép đạt mật độ cao cỡ mega pixel cho một CCD có diện tích 1 inch vuông, mà trong khẩu ngữ quen gọi chỉ số Mega là “chấm” của máy ảnh số. Mật độ pixel xác định độ phân giải hình ảnh. Mặt khác công nghệ vi xử lý đã thực hiện nội suy điểm ảnh đến giới hạn mà độ chính xác của chuyển đổi ánh sáng sang điện tích cho phép, tức là số pixel ảnh xuất ra cao hơn số photodiode của chip. Hiệu xuất hấp thụ ánh sáng của photodiode trong CCD khá cao, đạt 70% lượng ánh sáng tới, so với phim màu chỉ cỡ 2 – 10 %. Nhờ vậy có thể chụp ảnh tại nơi thiếu ánh sáng.

Hình dạng của chip cảm biến CCD

Bề mặt chip CCD là mảng các pixel điện tử để thu nhận hình ảnh. Ví dụ, chip CCD có kích thước 2.5 x 2.5 cm thì có thể có 1024 × 1024 pixel hay là 2048 x 2048 pixel trên bề mặt. Hiện tại cảm biến CCD có hai loại cảm biến dùng phổ biến trong các máy thu ảnh kỹ thuật số hiện nay, trong đó tín hiệu được số hóa bằng chip ADC nhanh. Một là mảng điện hai chiều sử dụng trong camera video, webcam, máy ảnh kỹ thuật số… Hai là dòng một chiều dùng trong máy fax, máy scan và đo quang phổ…

hình ảnh cảm biến CCD

So sánh chip cảm biến CCD và chip cảm biến CMOS

Lợi thế của chip cảm biến CCD so với CMOS

CMOS là Complimentary Metal-Oxide Semiconductor (Công nghệ chế tạo mạch tích hợp) trong khi cảm biến CCD là Charge Coupled Device –  linh kiện tích điện kép. Cả hai loại chip đều được sáng tạo để phục vụ cho công nghệ được ảnh số. Tuy nhiên, CCD có lợi thế hơn khi có độ nhạy sáng cao, tái hiện các tấm ảnh siêu rõ nét lẫn màu sắc chân thực còn CMOS lại có độ nhạy sáng kém hơn. CCD có một mạng lưới điểm bắt sáng và phủ các lớp lọc màu. Mỗi điểm trên mạng lưới chỉ làm nhiệm vụ với một màu nhất định. Cùng với đó là các màu được đặt xen kẽ để bổ sung màu cho nhau.

so sánh CCD và CMOS

Hạn chế của chip cảm biến CCD so với CMOS

Khi chụp ảnh, cảm biến CCD phải đọc các thông tin khá chậm. Bởi vì ảnh phải bổ sung điểm sáng cho từng vùng. Để có bộ đọc ảnh này, con chip cần có không gian nhất định. Do những yêu cầu khắt khe trong việc sản xuất chip CCD cần trong các phòng lab chuyên dụng. Điều này làm giá thành chip cảm biến CCD ngày càng cao. Trong khi đó, CMOS mỗi điểm đều có một mạch bổ sung. Do đó, mà có thể tích hợp nhiều quy trình xử lý ảnh khác nhau. Điều này sẽ giúp quá trình xử lý ảnh được diễn ra nhanh chóng, tiện lợi. Nhờ vậy, cảm biến này có thể tương tác với một pixel nhất định, không giống CCD là xử lý toàn bộ tổng thể.

Tuy nhiên, CMOS có lợi thế hơn bởi chúng không đòi hỏi nhiều không gian. Do đó, CMOS tiêu thụ điện năng ít, sản xuất tương tự các con chip nên giá thành phải chăng hơn so với CCD. Và đây cũng là lý do mà các nhà sản xuất smartphone ưa chuộng CMOS hơn là CCD. Hi vọng với một vài thông tin trên là thông tin bổ ích cho người dùng. Giúp người dùng đã có những hiểu biết nhất định cảm biến camera CCD là gì, vai trò của nó và sự khác biệt với loại chip khác.

Nguồn: Tintuc.viettelstore.vn

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai.

Bài đặc sắc