Cảm biến máy ảnh là gì? Có bao nhiêu loại cảm biến?

1. Cảm biến máy ảnh là gì?

Cảm biến là linh hồn, là bộ phận quan trọng nhất của chiếc máy ảnh, chi phí để sản xuất đôi khi chiếm 1/3 giá trị của máy. Cảm biến 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.

Cảm biến ảnh thực chất là một tấm silicon chứa các tế bào quang điện, nó có tác dụng thu nhận ánh sáng và chuyển đổi những gì bạn thấy qua kính ngắm hoặc màn hình LCD thành hình ảnh.

Cảm biến sẽ hứng ánh sáng, sau đó xác định chất lượng hình ảnh và ghi lại chính xác màu sắc, độ tương phản và ánh sáng. Tiếp theo, 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.

Cảm biến của máy ảnh quyết định về chất lượng của bức ảnh cao hay thấp, bức ảnh đẹp hay xấu và cả kích cỡ tối đa mà bạn có thể in bức ảnh ra. Chất lượng hình ảnh ngoài phụ thuộc vào kích cỡ vật lý của cảm biến mà còn liên quan đến số lượng pixel (điểm nhạy sáng có trên mặt của cảm biến) và kích cỡ của các pixel này. Ngoài ra, kích cỡ cảm biến cũng sẽ ảnh hưởng đến những gì bạn sẽ nhìn được qua kính ngắm, các cảm biến nhỏ thường thu được ít cảnh hơn so với cảm biến toàn khung hình.

2. Các loại cảm biến máy ảnh

2.1. Theo cơ chế hoạt động

Ngày nay, hầu hết các máy ảnh đều sử dụng một trong hai loại cảm biến là CCD và CMOS. Cả hai CCD và CMOS đều thực hiện một nhiệm vụ giống nhau đó là biến các tín hiệu ánh sáng thành tín hiệu điện tử.

Cảm biến CCD

Là một trong những cảm biến máy ảnh ra đời sớm nhất mà vẫn còn được sử dụng ở thời điểm hiện tại. Vào thời điểm mới ra mắt, cảm biến CCD luôn là sự lựa chọn hàng đầu của các hãng máy ảnh bởi sở hữu dải nhạy sáng và kiểm soát tiếng ồn, nhiễu tốt và cho chất lượng ảnh chụp vượt trội so với những mẫu cảm biến thời đó. Tốc độ xử lý CCD rơi vào khoảng 30 khung hình/giây.

Cảm biến CCD

Hiện nay, CCD vẫn được sử dụng trong các mẫu máy ảnh du lịch giá rẻ, nhưng quá trình lắp ráp khó khăn và tiêu thụ điện năng quá nhiều nên các nhà sản xuất thường thay thế nó bằng cách 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 nhưng bằng tân tiến của công nghệ hiện đại, CMOS đã vượt qua đối thủ của mình. Vào thời điểm mới ra mắt, những hình ảnh mà cảm biến CMOS cho ra bị nhiễu hạt cao, để cải thiện điều này các thế hệ sau đã được trang bị vi thấu kính bắt sáng chính xác và đọc 2 lần điểm ảnh theo thứ tự đọc giá trị bắt sáng trước rồi đến giá trị của mạch hỗ trợ. CMOS sở hữu kích thước nhỏ gọn nên sẽ cần mất nhiều diện tích cho rãnh truyền thông tin vì quá trình xử lý tín hiệu được thực hiện qua linh kiện bán dẫn transistor và hệ thống dây dẫn.

Với nhiều chức năng được tích hợp sẵn, cảm biến CMOS có khả năng xử lý nhanh hơn và nhạy sáng tốt, ít nhiễu và tiêu thụ ít điện năng hơn (chỉ bằng 1/5 hoặc 1/10 cảm biến CCD) phù hợp với việc chụp ở tốc độ cao và giá thành cũng thấp hơn so với cảm biến CCD.

Cảm biến LiveMOS

Cảm biến LiveMOS là sự dung hòa hoàn hảo của hai cảm biến máy ảnh CCD và CMOS. Cảm biến LiveMOS có mức độ tiêu thụ điện năng thấp, tiếng ồn được giảm một cách đáng kể và cho ra chất lượng hình ảnh có độ phân giải cao. Cấu trúc mạch đơn giản cũng góp phần xử lý thông tin nhanh hơn.

2.2. Theo kích thước cảm biến máy ảnh

Bên cạnh việc phân loại cảm biến máy ảnh theo cơ chế hoạt động, cảm biến máy ảnh còn được chia thành các loại theo kích thước. Các kích thước cảm biến máy ảnh phổ biến nhất hiện nay là Full-frame, APS-C và Micro Four Thirds. Thông thường dựa vào kích thước cảm biến mà ta có thể chia làm phân khúc máy để so sánh với nhau.

Cảm biến 1/2.3 inch (6.3 x 4.7mm)

Đây là cảm biến phổ biến nhất một thời và cũng có có kích thước nhỏ nhất, cảm biến máy ảnh 1/2.3 inch (6.3 x 4.7mm) có thể được sử dụng không chỉ trên các mẫu máy ảnh point-n-shoot, máy ảnh siêu zoom, mà còn được dùng trên điện thoại. Cảm biến này sẽ hỗ trợ độ phân giải từ 16-24MP và kích thước ảnh sẽ ở mức 6.3mm x 4.7mm.

Cảm biến 1/2.3 inch

Trong điều kiện ánh sáng tốt, những chiếc máy ảnh sử dụng cảm biến này sẽ đem đến những hình ảnh có chất lượng ổn định nhưng khi chụp ở điều kiện thiếu sáng thì bức ảnh cho ra sẽ bị nhiễu hạt và rất mờ.

Cảm biến 1/1.7 inch (7.6mm x 5.7mm)

To hơn đôi chút so với cảm biến 1/2.3 inch, chúng ta sẽ đến với cảm biến 1/1.7 inch với kích thước 7.6mm x 5.7mm, cảm biến này sẽ giúp việc tách đối tượng khỏi nền khá dễ dàng và mang đến hiệu suất tốt hơn so với cảm biến máy ảnh 1/2.3 inch khi chụp trong điều kiện chụp thiếu sáng.

Trong quá khứ, ngoài kích thước cảm biến máy ảnh 1/2.3 inch thì cảm biến 1/1.7 inch được coi là sự lựa chọn “mặc định” cho các máy ảnh compact. Tuy nhiên, theo thời gian các loại cảm biến này cũng dần bị quên lãng bởi nhu cầu sử dụng cảm biến lớn và tối ưu hơn.

Cảm biến 1 inch (13.2 mm x 8.8 mm)

Cảm biến 1 inch được ra công bố vào năm 2011 với tên gọi mà Nikon gọi là định dạng CX mà hãng trang bị lên chiếc máy ảnh Nikon 1. Chỉ sau đó 1 năm, Sony cũng phát hành máy ảnh kỹ thuật số Cyber-shot DSC-RX100 bỏ túi, sử dụng cảm biến 1 inch với kích thước 13.2 x 8mm và hệ số crop 2,7 lần.

Cảm biến 1 inch lớn hơn gấp 3 lần so với cảm biến thông thường của điện thoại thông minh. Hiện nay, 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.

Cảm biến Micro Four Thirds (17.3mm x 13mm)

Cảm biến M43 hay còn gọi với cái tên Micro Four Thirds với kích thước 17.3 x 13mm, khoảng một phần tư kích thước của cảm biến Full-frame, vô cùng nhỏ gọn. Cảm biến Micro Four Thirds là một tiêu chuẩn DSLR mở do Olympus và Kodak tạo ra. Cảm biến được sử dụng ở hầu hết các dòng máy ảnh DSLR của Olympus và Panasonic Four Thirds và Micro Four Thirds.

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 APS-C (23.6mm x 15.8mm)

Cảm biến APS-C có kích thước khoảng 23.6mm x 15.8mm. Đa số các mẫu máy ảnh DSLR thuộc phân khúc "entry level - dành cho người mới" của các thương hiệu lớn Canon, Nikon, Pentax và Sony đều sử dụng cảm biến APS-C, nhưng không phải cảm biến APS-C nào cũng giống nhau.

Ví dụ như kích thước cảm biến máy ảnh APS-C trên Canon sẽ rơi vào khoảng 22.2mm x 14.8mm trong khi cảm biến APS-C bên các hãng như Pentax, Fujifilm, Nikon và Sony sẽ dao động từ 23.5mm x 15.6mm đến 23.7mm x 15.6mm. Loại cảm biến này đem đến sự cân bằng ấn tượng giữa tính di động của hệ thống, chất lượng hình ảnh và sự linh hoạt của ống kính.

Cảm biến APS-H (28.7mm x 19mm)

Cảm biến APS-H có kích thước khoảng 28.7mm x 19mm với số điểm ảnh vừa phải để tăng tốc độ chụp và hiệu suất ISO. Tuy có kích thước nhỏ hơn so với cảm biến Full Frame nhưng lại lớn hơn đôi chút 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 điều đó nên khi bạn sử dụng một ống kính có độ dài tiêu cự 24mm với cảm biến này sẽ cung cấp hiệu quả gần bằng ống kính với độ dài tiêu cự 31mm.

Cảm biến Full Frame (36mm x 24mm)

Cảm biến với kích thước 36mm x 24mm được gọi là full frame bởi nó gần giống với khung của phim 35mm tiêu chuẩn. Kích thước của cảm biến full frame lớn gần gấp đôi so với cảm biến APS-C, nhờ đó mà những gì bạn nhìn thấy qua khung ngắm cũng sẽ là những gì bạn chụp bởi hình ảnh không bị crop.

Kích thước cảm biến máy ảnh full frame khi kết hợp với các ống kính có khẩu độ rộng sẽ mang lại độ sâu trường ảnh cực kỳ nông hợp cho việc chụp ảnh macro và quay video. Cảm biến full-frame là cảm biến được sử dụng nhiều nhất trên các mẫu máy ảnh để chụp ảnh chuyên nghiệp bao gồm cả DSLR và máy ảnh mirrorless.

Ngoài các cảm biến máy ảnh trên còn có những cảm biến khác ít được sử dụng ví dụ như Cảm biến Medium Format (43.8mm x 32.8mm) dành cho những công việc đặc thù.

Hi vọng bài viết này đã giúp bạn có được các nhìn tổng quát về cảm biến máy ảnh. Những chiếc máy ảnh có cảm biến càng lớn thì càng đắt tiền. Máy ảnh có cảm biến APS-C sẽ là một sự lựa chọn dễ tiếp cận nhưng lại có chất lượng tốt cho những ai mới bắt đầu con đường nhiếp ảnh. Trong khi cảm biến full-frame luôn là mục đích nhắm tới của những nhiếp ảnh gia chuyên nghiệp.

Nhà bếp không chỉ là nơi nấu nướng mà còn là nơi sum họp, gắn kết các thành viên trong gia đình. Do vậy, việc thiết kế nội thất nhà bếp đóng vai trò quan trọng