مشخصات سنسور مهمترین ویژگی یک دوربین دیجیتال است چون تاثیر مستقیم بر کیفیت تصاویر دارد . مهمترین فاکتور یک سنسور وضوح یا تعداد نقاط تشکیل دهنده تصویر است.(واحد مگاپیسکل این روزها برای گوش همه آشناست)در معرفی وضوح یا همان رزولوشن خودمان از دو لفظ effective pixels پیکسلهای موثر و total pixels تعداد کل پیکسلها استفاده میشود. همانطور که احتمالاحدس می زنید تعداد پیکسل های موثر کمتر از تعداد کل پیکسلهای آن بوده و آنچه حائز اهمیت است تعداد پیکسلهای موثر است. بخشی از سطح سنسور عملا با رنگ سیاه پوشانده شده و سازندگان سعی دارند با تنظیم ابعاد تصویر روی سنسور یک نسبت ابعاد استاندارد به وجود بیاورند . سنسور ها معمولا از انواع CCD , CMOS یا Super CCD هستند.
CCD- Charge-Coupled Devices
در اکثر دوربینهای دیجیتال امروزی این سنسور به کار رفته است . این سنسورها از میلیونها سلول نوری تشکیل شده اند که هر سلول میزان روشنایی نوری را که به آن تابیده می شود، به ولتاژ الکتریکی تبدیل می کند. CCD ها دارای تعداد نقاط(رزولوشن) متفاوتی هستند. CCDهای امروزی آن قدر تکامل یافته اند که می‌توانند تصویر کامل و بدون نویزی ارائه کنند. معمولاً چیپ CCD ها به طور مجزا استفاده شده و در کنار آن از چیپ دیگری برای پردازش تصویر و تفکیک رنگها استفاده میشود. به همین دلیل دوربینهای CCD دارای چندین چیپ مجزا در کنار هم خواهند بود. علاوه بر آن چیپ CCDنیاز به پالس ساعت دقیقی دارد و این مدار به صورت چیپ مجزا ساخته میشود. استفاده از چیپهای مجزا امکان تداخل نویز و کاهش کیفیت را ایجاد می کند. ضمن اینکه حجم دوربینها، بزرگ و مصرف توان بیشتر خواهد شد.
مزیت سنسور CCD
حساسیت CCD به نور بیشتر از CMOS است . بنابراین عکسهای شب و داخل خانه در دوربینهای CCD بهتر خواهد بود. CMOS به نویز تصویر (اختلال تصویر) بسیار حساس است که باعث شده یک پردازنده کامپیوتری جهت کاهش یا حذف نویز در این دوربینها جاسازی شود. بنابراین زمان پردازش هر تصویر ، طولانی تر از دوربین CCD خواهد بود.
چند نمونه از دوربین های CCD عبارتند از Nikon D60, Fujifilm FinePix S5 Pro, Nikon D80, Nikon D40X, Canon PowerShot G9, Canon PowerShot Pro1, Ricoh GR Digital
CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconducte)
تکنولوژی مورد استفاده در ساخت CMOS همان تکنولوژی است که برای ساخت میلیونها ریزپردازنده و حافظه استفاده می شود. چون تولید این تکنولوژی در حجم انبوه است، ساخت چیپ های CMOS نسبت به CCD مقرون به صرفه تر است. دیگر مزیت این سنسورها نسبت به CCD توان مصرفی پایینتر آنهاست. علاوه بر این، در حالی که CCD تنها برای ثبت شدت نوری که بر روی هر یک از صدها هزار نقاط نمونه برداری می افتد کاربرد دارد، می توان از CMOS برای منظورهای دیگر، نظیر تبدیل آنالوگ به دیجیتال، پردازش سیگنال های لود شده، تنظیم رنگ سفید (white Balance) ، و کنترل های دوربین و ... استفاده کرد. همچنین میتوان تراکم نقاط و عمق بیتی تصویر را به راحتی بدون افزایش بیش از اندازه قیمت، افزایش داد. بخاطر این مزیتها، بسیاری از تحلیل گران صنایع اعتقاد دارند که نهایتا تمام دوربین های معمولی دیجیتال از CMOS استفاده خواهند کرد و CCD فقط در دوربینهای حرفه ای و گرانقیمت بکار خواهد رفت. در این تکنولوژی مشکلاتی از قبیل تصاویر دارای نویز و عدم توانایی در گرفتن عکس از موضوعات متحرک وجود دارد که امروزه با رفع این مشکلات، گمان میرودCMOS در حال رسیدن به CCD می باشد. تا جایی که هم اکنون در قویترین دوربین حرفه ای Canon بنام EOS-1Ds با بیش از 11 مگاپیکسل وضوح از این سنسور استفاده شده است. تا بحال سنسورهای تصویر CMOS با استفاده از تکنولوژی 0.35 تا 0.5 میکرونی ساخته شده اند و چشم انداز آینده آن استفاده از تکنولوژی 0.25 میکرون می باشد. سنسور Faveon با 16.8 مگاپیکسل اولین سنسوری است که با استفاده از تکنولوژی 0.18 میکرون ساخته شده و پرش بزرگی در صنعت ساخت سنسور CMOS به شمار میرود. تکنولوژی 0.18 میکرون امکان استفاده از تعداد بیشتری از پیکسلها را در فضای فیزیکی معین فراهم کرده و بنابراین سنسوری با وضوح بالاتر به دست خواهد آمد. ترانزیستورهای ساخته شده با استفاده از تکنولوژی 0.18 میکرون کوچکتر بوده و فضای زیادی از ناحیه سنسور را اشغال نمی کنند. این فضای آزاد، امکان طراحی سنسوری را فراهم میکند که دارای پیکسلهای هوشمندتری بوده و در حین عکس برداری تواناییهای جدیدی به دوربین می دهد. CMOS یک روش ساخت تراشه های الکترونیکی است. این چیپ‌ها ساده، کوچک و ارزانتر هستند ولی تمام مزایای چیپ CCD را دارند. در این تکنولوژی تمام مدارات الکترونیکی در یک چیپ قرار می‌گیرند. دوربینهای CMOS از نقطه نظر دریافت و تبدیل تصویر کاملا شبیه مبدل‌های CCD هستند ولی پس از تبدیل کاملا متفاوتند؛ در چیپهای CMOS شارژ هر کدام از پیکسلهای تصویر مستقیما به تقویت کننده‌هایی که از نوع ترانزیستورهای CMOS هستند، داده میشود. یکی از مشکلات چیپهای CMOS هماهنگی و تنظیم اطلاعات خروجی از تقویت کننده‌ها است که باعث نویز پذیری و اختلال در تصویر میشود. چون سطح سنسوری که نور را دریافت میکند کوچکتر از سطح سنسور دوربینهای CCD است، حساسیت آنها کمتر از دوربینهای CCD است با این وجود حجم و قیمت آنها باعث کاربرد روز افزون آنها شده است. اگر چه هنوز سنسورهای CCD در صنعت فیلمبرداری و پردازش تصویر رایجند، تکنولوژی CMOS میتواند به عنوان یک جایگزین خوب و قابل قبول مورد توجه قرار گیرد.
چند نمونه از دوربین های CMOS عبارتند از Nikon D2Xs, Nikon D3, Nikon D300, Canon EOS 450D, Canon EOS-1D Mark III, Canon EOS-1Ds Mark III, Canon EOS 5D, Pentax K20D, Samsung GX-20, Sigma SD14
مزیت سنسورهای CMOS
CMOS در مقایسه باCCD مصرف انرژی کمتری دارد که این ویژگی برای کاربران دوربین های دیجیتال خیلی اهمیت دارد . این دوربین ها در حدود یک سوم تا یک دهم دوربینهای معادل CCD انرژی مصرف می کنند. تجهیزات الکترونیکی جانبی که برای یک دوربین لازم است میتواند به صورت مجتمع روی خود تراشه CMOS قرار داده شود . اما در مورد CCD به این صورت نیست و اضافه کردن تجهیزات برای کنترل نوردهی و تبدیل سیگنال آنالوگ به دیجیتال به صورت جداگانه صورت می پذیرد . از این رو دوربین های مبتنی بر CMOS ارزانتر، کوچکتر و سبک تر هستند. به علت تفاوت در ساختار الکترونیکی دوربین های CMOS ، مشکل نورگیری بیش از حد تصویر (Over exposure) کمتر به وجود می آید.