képérzékelők
(CCD, CMOS, Bayer-minta)

A digitális fényképezőgépekben és kamerákban alkalmazott képérzékelő félvezetőknek két típusa van: CCD és CMOS.
Leggyakrabban a CCD-t alkalmazzák (Charge Coupled Device = töltéscsatolt eszköz).
Ritkábban alkalmazzák a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor = kiegészítő fém-oxid félvezető) megoldást.

Egy videokamera CCD chipje.

Mind a CMOS, mind a CCD esetén a fény érzékelése igen apró fényérzékeny alkatrészekkel, fotodiódákkal történik. Minél több fény jut a fotodiódára, annál nagyobb áram folyik át rajta, ezáltal nagyobb mértékben töltődik a vele sorba kapcsolt miniatűr kondenzátor.

Az ábrán a CCD alapeleme a MOS kondenzátor látható.

A jelenlegi képérzékelők tehát csak a fény erejét képesek érzékelni, a színét nem. Ahhoz, hogy színes képet érzékeljünk, szükség van a színszűrőkre (Colour Filter Array - CFA). A színszűrők csak egyféle hullámhosszúságú fényt engednek át, vagyis pl. a vörös színszűrőn csak a vörös fény jut keresztül, a többit a szűrő elnyeli. A képérzékelő felületére különböző színű szűrőt helyeznek. Általában a három alapszínt használják a szűrőknél, vagyis a vörös, zöld és kék (R,G,B) színeket. Ritkább esetben a CYGM szűrőket alkalmazzák, amely cián, sárga, zöld és lila színeket engedi át.

A legelterjedtebb színszűrőelhelyezés a Bayer-minta

A színszűrőt úgy helyezik fel az érzékelőre, hogy egy-egy pixel ezáltal a zöld, vörös és kék színösszetevők fényerejét érzékelje (RGB esetén). A végső képben egy-egy pixel színét a szomszédosan elhelyezett pixelek által felfogott fény erősségéből számítják ki, a színszűrők által átengedett színek figyelembevételével.

Az elektronikus képkezelésnél a képről digitális formában rögzítik az információt. A digitális adatrögzítés mindent számmal próbál meg leírni. Mivel a természet végtelen, ezért a digitális ábrázolással a dolgokat csak "megközelítően" tudjuk leírni, valahogy így.

Amikor egy képet digitális formában akarunk rögzíteni, akkor fel kell bontanunk pontokra és minden pontnak egy számmal kell megadnunk a színét. Ez olyan, mintha egy sűrű szitán át néznénk a világot és a szita minden egyes résén keresztül csak egy-egy, előre meghatározott palettáról választott színű pontot látnánk. Ezzel a módszerrel persze csak közelíteni tudjuk a valóságos képet, de ha kellően sűrű a szita, és kellően sok színt tartalmazhat a palettánk, akkor ez a közelítés észrevétlen marad.

Felhasznált irodalom