Cảm biến máy ảnh là gì? Có bao nhiêu loại? Nên mua loại nào?

Cảm biến máy ảnh được xem như trái tim của máy ảnh. Vậy cảm biến máy ảnh là gì? Nó có bao nhiêu loại và nên mua loại nào? Hãy cùng theo dõi trong bài viết dưới đây nhé.

1 Cảm biến máy ảnh là gì? Có chức năng gì trong máy ảnh?

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 máy ảnh quyết định chất lượng của một tấm ảnh đẹp hay xấu, chất lượng cao hay thấp và nó còn quyết định tới kích cỡ tối đa mà bạn có thể in bức ảnh này ra.

Chất lượng ảnh của nó không chỉ phụ thuộc kích cỡ vật lý của cảm biến, nó còn phụ thuộc vào số lượng pixel (hay còn gọi là điểm nhạy sáng có trên mặt của cảm biến) và kích cỡ của các pixel này.

Kích thước cảm biến cũng ảnh hưởng đến những gì bạn nhìn thấy qua khung ngắm, quyết định những gì bạn đang chụp và những gì thực sự được ghi lại trong khung hình. Các cảm biến nhỏ thường thu được ít cảnh hơn so với cảm biến toàn khung hình. 

2 Phân loại cảm biến máy ảnh

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 cà 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

CCD là một trong những công nghệ lâu đời nhất được sử dụng trên máy ảnh kỹ thuật số và cung cấp chất lượng hình ảnh vượt trội so với cảm biến CMOS, với dải tương phản động và kiểm soát nhiễu tốt hơn.

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

CMOS được cho là có chất lượng ảnh kém hơn so với CCD. Khi công nghệ ngày càng phát triển thì cảm biến CMOS đã có những đột phá mới khiến cho chất lượng của cảm biến tăng lên đáng kể, thậm chí vượt qua cả tiêu chuẩn CCD.

Với nhiều chức năng tích hợp hơn so với CCD, cảm biến CMOS hoạt động hiệu quả hơn, cần ít năng lượng hoạt động hơn và hoạt động tốt hơn cho các chế độ chụp tốc độ cao.

Ngoài ra còn có Cảm biến Foveon X3 mới hơn, dựa trên công nghê CMOS, chỉ được sử dụng trong các máy ảnh compact và DSLR của Sigma.

Live MOS là nhà sản xuất cho các cảm biến hình ảnh mà Leica, Olympus và Panasonic sử dụng trong các máy ảnh DSLR của họ. Các cảm biến này được cho là có thể cung cấp hình ảnh với chất lượng ngang bằng với CCD nhưng với mức tiêu thụ điện năng thấp hơn CMOS.

Theo kích thước

Có rất nhiều kích cỡ của cảm biến, kích cỡ sẽ quyết định nhiều đến vấn đề giá thành của máy ảnh.

Medium Format

Đây được xem như là loại cảm biến có kích thước lớn nhất đến thời điểm hiện tại. Hiện có một vài hãng sản xuất loại máy ảnh có cảm biến lớn như: Pentax sản xuất dòng máy ảnh có kích thước cảm biến là 43.8mm x 32.8mm, một vài dòng máy Hasselblad và PhaseOne có kích thước 40.2mm x 53.7mm

Về mặt lý thuyết, Medium format cho ra hình ảnh có chất lượng cao hơn so với các máy ảnh có cảm biến nhỏ hơn, nguyên nhân là vì chúng thu được nhiều ánh sáng hơn để tái tạo hình ảnh. Cảm biến lớn hơn cũng có thể giúp các nhà sản xuất dễ dàng tăng cường số pixel trên cảm biến.

Tuy nhiên,do vấn đề chi phí nên phần lớn cảm biến này chỉ được trang bị trên các dòng máy ảnh chuyên nghiệp, điển hình là máy ảnh DSLR với khả năng cung cấp nhiều lựa chọn ống kính gốc hơn và tự động lấy nét nhanh hơn.

Full Frame

Kích thước cảm biến 36mm x 24mm được gọi là full frame, vì nó giống như khung của phim 35mm tiêu chuẩn. Cảm biến full frame lớn gần gấp đôi so với cảm biến APS-C. Do kích thước lớn nên hình ảnh sẽ không bị cắt xén, vì vậy những gì bạn nhìn thấy qua khung ngắm chính là những gì bạn đang chụp.

Loại cảm biến này khi được kết hợp với các ống kính khẩu độ rộng có thể mang lại độ sâu trường cực kỳ nông, tuyệt vời cho việc chụp ảnh marco và quay video.

Cảm biến full-frame được sử dụng nhiều trong chụp ảnh chuyên nghiệp, bao gồm các máy ảnh DSLR hàng đầu và máy ảnh không gương lật.

Trước đây, Nikon D800, Canon EOS 5D Mark III và Nikon D4 được gọi là “quái thú” khi sở hữu cảm biến full frame. Tuy nhiên, trong những năm qua, các máy ảnh có ống kính cố định nhỏ hơn như Sony Cyber-Shot RX1 cũng đã bắt đầu có cảm biến full frame.

APS-H

Đây là loại cảm biến phổ biến nhất cho cả máy ảnh ống kính có thể thay thế và không thay thế được, nó có mặt trên hầu hết các dòng máy ảnh DSLR.

APS-H có kích thước cảm biến là 28.7mm x 19mm, kết hợp một cảm biến tương đối lớn với số điểm ảnh vừa phải để tăng tốc độ và hiệu suất ISO.

Có kích thước nhỏ hơn so với Full Frame nhưng lớn hớn cảm biến APS-C, hệ số crop của cảm biến này tương ứng giữa hai khung hình ở mức 1,3 lần. Vì vậy, một ống kính 24 mm được sử dụng với cảm biến này sẽ cung cấp độ dài tiêu cự hiệu quả gần bằng với 31mm.

APS-C

Cảm biến này có kích thước gần giống như APS-H, 23.6mm x 15.8mm. Hầu hết các người dùng máy ảnh DSLR và người đam mê thương hiệu lớn như: Canon, Nikon, Pentax và Sony đều sử dụng cảm biến APS-C, nhưng không phải tất cả các cảm biến APS-C đều giống nhau.

Một cảm biến APS-C trên máy ảnh Canon có kích thước 22.2mm x 14.8mm trong khi các hãng khác như Sony, Pentax, Fujifilm và Nikon (DX) dao động từ 23.5mm x 15.6mm đến 23.7mm x 15.6mm. 

Các cảm biến này được sử dụng từ lâu trong các máy ảnh DSLR tầm trung và bây giờ chúng xuất hiện nhiều trong máy ảnh không gương lật. Loại cảm biến này cung cấp sự cân bằng tốt giữa tính di động của hệ thống, chất lượng hình ảnh và sự linh hoạt của ống kính.

Cảm biến APS-H và APS-C hay còn được gọi là “cảm biến crop“. Với loại cảm biến này, khi lắp ống kính ta cần lấy tiêu cự trên ống kính đó nhân với 1.6 hoặc 1.3 (đối với dòng máy Canon) hoặc 1.5 (đối với dòng máy Nikon, Pentax, Sony,…) để có được một tiêu cự chuẩn full-frame.

Four Thirds

Với kích thước cảm biến 17.3mm x 13mm, khoảng một phần tư kích thước của cảm biến Full-frame, Four Thirds là một tiêu chuẩn DSLR mở do Olympus và Kodak tạo ra. Nó được sử dụng trong tất cả các dòng máy ảnh DSLR của Olympus và Panasonic Four Thirds và Micro Four Thirds.

Ngoài ra, cảm biến Four Thirds có hệ số crop gấp đôi, tăng gấp đôi độ dài tiêu cự hiệu quả của ống kính được gắn. Một số model sử dụng cảm biến này như: Olympus OM-D E-M1, Olymous Pen E-PL5 hay Panasonic Lumix GH1.

Cảm biến CX (1 inch)

Được công bố vào nằm 2011, định dạng CX của Nikon đã được áp dụng trên máy ảnh Nikon 1. Và vào năm 2012, Sony đã phát hành máy ảnh kỹ thuật số Cyber-shot DSC-RX100 bỏ túi, sử dụng cảm biến 1 inch (13.2 x 8 mm) với hệ số crop 2,7 lần.

Loại cảm biến này hiện đang là một lựa chọn phổ biến trên một loạt máy các máy ảnh nhỏ gọn, kích thước là một lợi thế giúp nó trở thành một lựa chọn linh hoạt nhưng mang lại hiệu suất cao.

Cảm biến CX được sử dụng phổ biến nhất trong các máy ảnh compact bỏ túi. Các ống kính trên các máy ảnh này thường bị giới hạn khoảng 24mm-70mm hoặc 24mm-100mm.

Máy ảnh sử dụng cảm biến này thường cung cấp hình ảnh chất lượng rất tốt, đặc biệt là nhiều máy ảnh nhỏ gọn có khẩu độ tối đa rộng cho phép thu được nhiều ánh sáng hơn.

1/1.7 inch

Cảm biến này giúp việc tách đối tượng khỏi nền dễ dàng hơn một chút và thường mang lại hiệu suất tốt hơn khi chụp trong điều kiện thiếu sáng vì chúng có thể thu được nhiều ánh sáng hơn. Kích thước của cảm biến này là 7.6mm x 5.7mm.

Đây từng là sự lựa chọn “mặc định” cho các máy ảnh compact, tuy nhiên thời gian gần đây, sự phổ biến của loại cảm biến này đã giảm đi trước các lựa chọn lớn và tối ưu hơn như cảm biến 1  inch.

1/2.3 inch

Đây là cảm biến nhỏ nhất thường được sử dụng trong máy ảnh hiện nay và thường được thấy trong các máy ảnh compact bỏ túi. Chúng hỗ trợ độ phân giải  từ 16 – 24 MP và có kích thước 6.3mm x 4.7mm.

Chúng từng phổ biến trên các máy ảnh, tuy nhiên các nhà sản xuất đang dần chuyển sang sử dụng các cảm biến có kích thước lớn, điều này khiến bây giờ cảm biến này không còn phổ biến trong các máy ảnh nữa.

Kích thước nhỏ của chúng cho phép các nhà sản xuất tạo ra những chiếc máy ảnh rất nhỏ gọn với ống kính dài, chẳng hạn như các máy ảnh siêu zoom Panasonic ZS70/TZ90 hay Canon PowerShot SX730 HS. 

Trong điều kiện ánh sáng tốt, máy ảnh sử dụng các cảm biến này có thể mang tạo ra hình ảnh có chất lượng hoàn toàn chấp nhận được, nhưng sẽ bị nhiễu hạt và mờ trong điều kiện thiếu sáng.

3 Các tiêu chí cần biết chọn cảm biến 

Loại máy ảnh

Máy ảnh không gương lật mirrorless nhỏ gọn thường được trang bị đa dạng các kích cỡ cảm biến. Những cảm biến nhỏ như 1/2.3 inch trong Pentax Q hay cảm biến 1 inch được sử dụng trong dòng 1 Series của Nikon, trong khi đó Panasonic Lumix GF5, Olympus Pen và OM-D E-M5 lại được trang bị cảm biến Micro Four Thirds 4/3 inch.

Máy ảnh compact tiên tiến có ống kính cố định, chẳng hạn như Fuji X100S và Nikon Coolpix A được trang bị cảm biến APS-C. Trong khi đó Fujifilm X20 lại có cảm biến 2/3 inch, Canon G1 X có cảm biến 1,5-inch.

Các máy ảnh ngắm và chụp tiêu chuẩn như Canon PowerShot SX280 HS hay Samsung Galaxy sử dụng cảm biến 1/2.3 inch, trong khi có những máy ảnh tốt hơn như Nikon P7700 lại sở hữu cảm biến lớn hơn là 1/1.7 inch.

Các dòng điện thoại thông minh như iPhone 5s và HTC One có cảm biến hình ảnh 1/3 inch, “huyền thoại” Nokia Lumia 1020 tự hào khi được tích hợp cảm biến CMOS 41 MP 1/1.5-inch. Trong khi đó Sony Xperia Z1 mang cảm biến 1/2.3 inch, 20.7 MP. 

Độ phân giải của cảm biến

Bạn có thể đã nghe nói về số megapixel trên cảm biến càng lớn thì hình ảnh của bạn sẽ càng đẹp. Tuy nhiên điều này là không hoàn toàn đúng. Chất lượng hình ảnh không phụ thuộc hoàn toàn vào số pixel lớn hay nhỏ mà thay vào đó là số pixel phải phù hợp với kích thước của cảm biến.

Việc lựa chọn cảm biến có độ phân giải như thế nào phụ thuộc vào mục đích sử dụng. Đối ảnh để in với kích thước lớn, độ phân giải là một yếu tố cần thiết. Đối với ảnh chụp để chia sẻ trực tuyến hoặc in thông thường, độ phân giải sẽ ít quan trọng hơn.

Xem thêm: 

• Ống kính máy ảnh có bao nhiêu loại? Nên mua loại nào?
• Cách chọn mua thẻ nhớ phù hợp cho máy ảnh
• Máy ảnh hệ thống compact (CSC) là gì? Đối tượng nào và khi nào nên sử dụng?

Hy vọng thông tin trong bài viết trên sẽ cung cấp cho bạn cái nhìn tổng quan nhất về các loại máy ảnh và những lưu ý khi chọn mua. Chúc bạn chọn được chiếc máy ảnh ưng ý!