Cảm biến chiếu sáng sau (BSI - Backside Illuminated) ngày càng phổ biến trên các mẫu máy ảnh hiện đại nhờ khả năng thu sáng tốt và cải thiện chất lượng hình ảnh. Vậy cảm biến BSI hoạt động như thế nào, có ưu nhược điểm gì và mang lại lợi ích ra sao cho nhiếp ảnh? Cùng VJShop.vn tìm hiểu chi tiết trong bài viết dưới đây.
|
Tóm tắt nội dung: |
Cơ bản về cảm biến máy ảnh
Trước khi tìm hiểu về cảm biến BSI, chúng ta cần hiểu rõ về cảm biến chung của máy ảnh, vai trò, cấu tạo và phân loại cảm biến để có cái nhìn tổng quan, cũng như có căn cứ để so sánh, từ đó lựa chọn loại máy ảnh có cảm biến tối ưu nhất.
Vai trò của cảm biến đối với máy ảnh
Cảm biến được xem là bộ phận cốt lõi của máy ảnh, đảm nhiệm việc ghi nhận ánh sáng và hình ảnh truyền qua ống kính. Chất lượng cảm biến có ảnh hưởng trực tiếp đến độ chi tiết, độ sắc nét và khả năng tái tạo màu sắc của ảnh.
Thông thường, cảm biến có kích thước lớn sẽ có lợi thế hơn về chất lượng hình ảnh nhờ khả năng thu nhận nhiều ánh sáng. Tuy nhiên, số lượng megapixel không phải yếu tố quyết định duy nhất. Nếu có quá nhiều pixel trên một cảm biến nhỏ, diện tích thu sáng của từng pixel sẽ giảm, từ đó có thể ảnh hưởng đến độ chi tiết, độ nhiễu và chất lượng ảnh, đặc biệt trong điều kiện thiếu sáng.
Cấu tạo cơ bản của cảm biến
Có thể hiểu đơn giản, cảm biến máy ảnh là một tấm silicon chứa các tế bào quang điện, có nhiệm vụ tiếp nhận ánh sáng rồi chuyển đổi thành tín hiệu điện tử về cường độ sáng và màu sắc, từ đó tạo nên hình ảnh.
Về cơ bản, cảm biến gồm hai thành phần chính: bộ lọc màu và tấm nền cảm quang. Ánh sáng sau khi đi qua ống kính sẽ được bộ lọc màu phân loại, sau đó truyền đến tấm nền cảm quang để ghi nhận. Dữ liệu này tiếp tục được chip xử lý hình ảnh và các thuật toán tổng hợp, tạo thành bức ảnh hoàn chỉnh.
Các loại cảm biến thông dụng
Hai loại cảm biến phổ biến nhất trên máy ảnh là CCD và CMOS, trong đó CMOS ra đời sau và dần trở thành công nghệ chủ đạo nhờ nhiều ưu điểm về tốc độ, kích thước và khả năng tiết kiệm điện.
- Cảm biến CCD: CCD từng được đánh giá cao nhờ chất lượng hình ảnh tốt, dải tương phản rộng và khả năng kiểm soát nhiễu hiệu quả. Tuy nhiên, cấu trúc truyền dữ liệu qua một đường tín hiệu chung khiến tốc độ xử lý chậm và tiêu thụ nhiều điện năng.
- Cảm biến CMOS: CMOS khắc phục phần lớn hạn chế của CCD khi mỗi pixel có mạch xử lý riêng, giúp tăng tốc độ đọc dữ liệu và giảm mức tiêu thụ điện. Cảm biến cũng có thiết kế nhỏ gọn, chi phí sản xuất thấp nên được sử dụng rộng rãi trên các thiết bị ghi hình hiện nay. Dù vậy, cảm biến kích thước nhỏ có thể hạn chế khả năng thu sáng, đặc biệt trong điều kiện ánh sáng yếu.
Ở CMOS chiếu sáng trước (FI - Front-illuminated), các mạch xử lý nằm phía trước lớp cảm quang, phần nào cản trở ánh sáng đi vào các tế bào quang điện. Điều này làm giảm lượng ánh sáng thực tế mà cảm biến có thể tiếp nhận. Để khắc phục hạn chế này, công nghệ CMOS chiếu sáng sau (BSI - Backside Illuminated) ra đời, với cấu trúc được thiết kế để tăng khả năng thu nhận ánh sáng của cảm biến.
Cảm biến BSI là gì?
Cảm biến BSI ra đời giúp khắc phục hạn chế của cảm biến CMOS FI trước đó. Bằng cách đổi lớp điện môi xử lý tín hiệu ra phía sau tấm nền cảm quang, cảm biến BSI cho hiệu suất thu nhận ánh sáng tăng lên 60% - 90%. Khi đó, dù cảm biến được thiết kế với kích thước nhỏ và phải chụp trong điều kiện ánh sáng thấp nhưng vẫn đảm bảo chất lượng hình ảnh thu được sáng rõ.
Tuy nhiên, việc chuyển lớp điện môi xử lý tín hiệu ra sau có thể làm nhiễu tín hiệu, nhiễu màu. Để hạn chế hiện tượng này, các nhà sản xuất đã tăng số lớp điện môi xử lý lên và điều này tất nhiên không làm ảnh hưởng gì đến khả năng thu sáng của cảm biến.
So với cảm biến CMOS FI truyền thống, cảm biến BSI cho chất lượng ảnh tốt hơn khi chụp trong điều kiện ánh sáng kém. Tuy nhiên, trong điều kiện sáng thuận lợi, BSI có thể dễ gây cháy sáng cho bức hình trong khi cảm biến FI lại cho chất lượng ảnh rất tốt. Để ngăn ngừa cháy sáng đối với BSI bạn có thể điều chỉnh EV phù hợp và vẫn cho bức ảnh sắc nét, sáng rõ nhất.
Nên mua máy ảnh sử dụng cảm biến nào?
Mỗi loại cảm biến đều có những ưu nhược điểm riêng, phù hợp với từng loại máy ảnh cũng như mục đích sử dụng của từng đối tượng. CCD tuy tốn nhiều điện năng, kích thước cồng kềnh nhưng cho chất lượng hình ảnh vượt trội. CMOS FI nhỏ gọn hơn, tiết kiệm điện năng hơn nhưng chụp ảnh thiếu sáng lại kém hơn. Cảm biến BSI vừa nhỏ gọn, tiết kiệm điện năng lại vừa cho khả năng chụp ảnh tốt trong điều kiện ánh sáng tối. Tuy nhiên ở điều kiện sáng thông thường, ảnh chụp lại dễ bị cháy sáng hơn. Đồng thời công nghệ sản xuất cảm biến BSI cũng khó khăn hơn, dẫn đến chi phí cũng như giá thành của nó cũng đắt đỏ hơn.
Bởi vậy, việc lựa chọn loại máy ảnh sử dụng cảm biến nào còn tùy thuộc vào mục đích sử dụng cũng như mức tài chính của từng người. Hi vọng với những thông tin mà VJShop.vn cung cấp trên đây đã giúp quý độc giả hiểu rõ hơn về các loại cảm biến, đặc biệt là cảm biến chiếu sáng sau - BSI để chọn mua được loại máy ảnh chứa cảm biến phù hợp nhất.