İç Görüntüleme Sensörleri: Nedirler ve Nasıl Çalışırlar?
Arama Sonuçlarını Almak İçin Buraya Yazın!

İç Görüntüleme Sensörleri: Nedirler ve Nasıl Çalışırlar?

Kamera teknolojisinin nasıl çalıştığını bilmeden harika fotoğraflar çekebilseniz de, onu anlamak hedeflerinize ulaşmanıza yardımcı olacaktır.


Görüntüleme teknolojisi, son birkaç on yılda, pahalı veya öğrenmesi zor ekipmanlara ihtiyaç duymadan yüksek kaliteli fotoğraflar çekebileceğimiz noktaya kadar büyük ölçüde ilerledi. Bunun çoğu, görüntüleme sensörlerindeki gelişmelerden kaynaklanmaktadır.

Görüntüleme sensörleri, işlevleriyle ilgili olarak birçok yönden farklılık gösterebilir. Bu kategoriler başlıca şunlardır: sensör yapısı, renk tipi, örtücü tipi, çözünürlük, kare hızı, piksel boyutu ve sensör formatı.

Bu makale, en yaygın görüntüleme sensörlerinin fotoğraf çekmesinin ardındaki temel teknolojiyi ele almaktadır.

Işığı Yakalamak
Bir görüntüleme sensörü, gelen ışığı (fotonlar şeklinde) bir elektrik sinyaline dönüştürür. Bu elektrik sinyali daha sonra bir ekrandaki bir görüntüye işlenebilir. Sensör iki ana tip CCD (-yüklü çift cihazı) ve CMOS (Tamamlayıcı metal oksit yarıiletken) vardır.

CCD ve CMOS sensörleri, bir dizi fotositeye (ışığa duyarlı bölgeler) bölünmüş bir silikon levhadan oluşur. Bu sensörler, ışığı yakalayıp elektrik sinyaline dönüştürebilen bu fotodiyotlardan milyonlarca içerebilir.


Bir CCD sensöründeki her fotosite aslında bir analog cihazdır. Fotodiyot ışığı yakalar ve bu bilgiyi hemen bir elektrik yükü olarak depolar. Bu şarj sinyali daha sonra fotositeden bir okuma cihazına (kaydırma kaydı olarak bilinir) taşınır. Elektrik sinyali, bir analogdan dijitale dönüştürücü (ADC) aracılığıyla dijital bir sinyal haline gelen bir kapasitör tarafından bir voltaja dönüştürülür.

CCD sensörlerinin çalışma şekli nedeniyle, iki tür yapaylığa karşı savunmasızdırlar. Bunlar bulaşma ve çiçeklenme olarak bilinir. Bulaşma, yüksek ışık yoğunluğu olduğunda meydana gelir ve görüntüde dikey parlak bir çizgi olarak görünür.

Bunun nedeni, CCD sensörlerinin dikey transfer yazmaçları kullanması ve şarj sinyallerini dikey olarak okuma cihazına kaydırmasıdır. Yük, bu dikey transfer kaydına "sızabilir" ve son görüntüde parlak bir çizgi görünümü oluşturabilir.

Blooming, belirli bir piksele giren ışığın doygunluk seviyesini aştığı zamandır. Bu, daha fazla ışık yakalayamayacağı anlamına gelir, bu nedenle fotoğraflar komşu pikselleri doldurmaya başlar (özellikle yatay yönde). Bu, komşu piksellerin doğruluğunu azaltır ve görüntü bozulmaları yaratır.

Karşılaştırıldığında, bir CMOS sensörü özünde dijital bir sistemdir. Bir CMOS sensörü, ışığı şarj etmek için fotositenin kendisindeki bir voltaja dönüştürür. Bu mümkündür, çünkü her fotosite, sinyallerin ayrı ayrı yükseltilmesine izin veren bir transistör anahtarına sahiptir. Bu voltajlar daha sonra aynı anda bir okuma cihazına gönderilir.

Bu yapı nedeniyle, CMOS sensörleri tipik olarak daha küçük, daha ucuz ve üretilmesi daha kolaydır. CMOS sensörleri ayrıca daha az güç kullanır ve lekelenme (çünkü dikey kaydırma yazmaçları olmadığı için) veya çiçeklenme (çünkü çok daha yüksek piksel doygunluk seviyelerine sahip oldukları için) gibi sorunlar yaşamazlar.


Renk Türü
Chroma tipi görüntüleme sensörü, monokromatik mi yoksa renkli bir sensör mü olduğunu ifade eder. Monokromatik sensörlerde, her piksel tüm görünür ışık dalga boylarından rengi emebilir. Bu, renkler arasında bir ayrım olmadığı anlamına gelir.

Renk sensörleri, belirli açık renkleri emen "renk katmanı" (genellikle bir mozaik Bayer filtresi) adı verilen ek bir katmana sahiptir. Bir Bayer filtresinde kırmızı, mavi ve yeşil filtreler vardır (insan gözü yeşile daha duyarlı olduğu için iki kat daha fazla yeşil filtre vardır). Bu, sensörün her pikselinin yalnızca bir rengin dalga boylarını emmesini sağlar.


Sensörden gelen bilgiler daha sonra gerçek rengi belirlemek için bir algoritmadan geçirilir (çünkü sadece üç renk tanınır). Bu, doğru rengi hesaplamak için komşu piksellerden gelen bilgileri analiz eder.

Daha da fazla renk doğruluğu elde etmek için modern sensörler artık "piksel kaydırma" adı verilen bir işlem kullanıyor. Piksel kaydırma, sensörün farklı bir kısmındaki ışığı yakalamak için her seferinde sensörü çok hafifçe hareket ettirerek birden fazla poz alarak çalışır. Bu, yalnızca çok daha yüksek çözünürlüğe sahip değil, aynı zamanda daha iyi renk doğruluğuna sahip bir görüntüyle sonuçlanır. Bunun nedeni, normal yanlışlıkları önlemek için renk bilgilerinin üst üste bindirilip analiz edilebilmesidir.

Deklanşör Tipi
İki tür deklanşör vardır: küresel ve yuvarlanma. Küresel bir örtücü (CCD sensörleri ve bazı yeni CMOS sensörleri tarafından kullanıldığı gibi), her pikselin aynı anda başlayıp durduğu anlamına gelir.

Sarmal deklanşör (çoğu CMOS sensörü tarafından kullanıldığı gibi), sensörün bir seferde bir piksel dizisi pozlaması elde ettiği anlamına gelir. Bu çok hızlı gerçekleşir, ancak bu artan pozlama nedeniyle, kamera hareketi söz konusuysa (video sırasında olduğu gibi) genellikle "bükülmüş nesne" artefaktlarına neden olabilir.

Saatte 50 mil hızla çekilen aşağıdaki fotoğrafta görebileceğiniz gibi, sensörün bir kepenk ile görüntüyü yakalaması nedeniyle çit direkleri eğimlidir.

Görüntüleme Sensörü Formatı ve Piksel Boyutu
Görüntüleme sensörleri çeşitli biçimlerde gelir (sensör boyutları olarak bilinir). Bunlar geniş format, orta format, tam çerçeve, APS-C ve mikro dörtte üçü içerir. Sensör formatları arasındaki fark genellikle piksellerin çözünürlüğü ve boyutudur.

Daha büyük pikseller, daha geniş görüş alanı, daha yüksek çözünürlük, daha yüksek dinamik aralık ve daha yüksek sinyal-gürültü oranı gibi çeşitli avantajlarla birlikte gelir. Bunun nedeni, daha büyük piksellerin ışığı doğru bir şekilde ölçebilmesidir (genel olarak daha fazla ışığı emebilirler). Daha büyük sensörler tipik olarak daha büyük pikseller kullandığından, bu nedenle genellikle daha iyi görüntü kalitesine sahiptirler.

Deklanşör Hızı ve Kare Hızı
Deklanşör hızı, her bir fotositenin ne kadar süreyle ışığa maruz kaldığıdır. Bu nedenle fotoğraf çekerken buna “pozlama” veya “pozlama süresi” denir. Kare hızı ise bir sensörün saniyede kaç tam pozlama yapabileceğidir.

Pozlama hakkında daha fazla bilgi edinmek istiyorsanız , fotoğrafçılıkta pozlama üçgeni ile ilgili bu kılavuza bakın .

Birçok eski kamera çok daha yavaş deklanşör hızlarına sahipti, oysa artık saniyenin 1/8000'ini görmek normal. Kare hızı (ve deklanşör hızı), sensörün ışığı ne kadar hızlı yakalayabildiğine, dönüştürebildiğine ve dijital veri olarak çıkarabildiğine bağlıdır.

Bu süreci etkileyen şeyler arasında piksel sayısı (daha fazla piksel daha fazla veriye eşittir), kablolama türü (veri aktarım hızı) ve sensör türü bulunur.

Görüntüleme sensörü teknolojisindeki gelişmelerle birlikte, artık gülünç derecede hızlı kare hızlarının mümkün olduğunu görüyoruz.

Işık Olsun
Bir görüntüleme sensörü, tartışmasız bir kamera sisteminin en ayrılmaz bileşenidir. Görüntüleme teknolojisindeki gelişmelerle birlikte artık küçük akıllı telefon kamera sensörlerinden yüksek teknolojili astrofotografi dizilerine kadar değişen sensörlere sahibiz.

Kamera teknolojisinin nasıl çalıştığına dair temel olarak sıfır anlayışla yüksek kaliteli fotoğraflar çekmek artık mümkün (ve uygun fiyatlı).

Ancak bir görüntüleme sensörünün nasıl çalıştığını ve sensör türleri arasındaki farkları bilmek, hedefleriniz için doğru sensörü seçmenize yardımcı olacaktır. 

Yorum Gönder

0 Yorumlar
* Lütfen Burada Spam Yapmayın. Tüm Yorumlar Yönetici Tarafından İncelenir.

Reklam Alanı