При цифровите камери се използват видеосигнални преобразуватели с двумерни фоточувствителни матрици. Матрицата се състои от множество фоточувствителни елементи, с адресируем достъп до всеки един от тях, изградени от фотодиоди. Броят на фоточувствителните елементи по двете координатни оси определя разделителната способност на изображението.
Цифровите камери от нисък клас съдържат по една CCD матрица (image sensor). Апаратите от по- висок клас съдържат три отделни сензора за трите съставящи на сигнала- R, G и B. Пред всеки един от сензорите е поставен филтър, който пропуска само светлината с дължина на вълната от съответния спектър.
Над всеки фоточувствителен елемент в матрицата е разположена миниатюрна лупа, която фокусира светлината точно върху фотодиода. Фотодиода преобразува фотоните в електрони и техния заряд се запазва в светочувствителната област на принципа на кондензатора.
Натрупаните електрически заряди в светочувствителната област на матрицата трябва да се изчистят, за да може да се възприеме следващото изображение. Инициализацията се извършва с честота няколко десетки пъти за секунда.
За премахване на взаимното влияние на едноцветни съседни пиксели и поява на цветови дефекти, червените, зелените и сините филтри са шахматно разположени.
Матричните полупроводникови фотопреобразуватели според вида на сензора се делят на CCD, Supеr CCD и Super CCD SR/SH матрици.
CCD матрици
Като фоточувствителни елементи се използват MOS кондензатори или фотодиоди с форма на квадрат или правоъгълник. Видеосигналът представлява поредица от импулси, чиято амплитуда зависи от интензитета на светлината в съответната точка от изображението. Процесът на сканирането е автоматичен и се извършва от самия приемник на изображението. Тези фотопреобразуватели се наричат самосканиращи.
Super CCD матрици
При тези матрици елементите са по форма осмоъгълници и са разположени под ъгъл 45 градуса. Разположението на елементите наподобява клетките на пчелна пита. Така се увеличава ефективната повърхност на всеки пиксел, като в резултат се увеличава чувствителността и намалява шума. С около 60 % се увеличава и ефективната разделителна способност.
Super CCD SR/SH матрици
При Super CCD SR/SH матриците се комбинират по- големи с по голяма светочувствителност диоди (S пиксели) и по- малки с по- малка светочувствителност диоди (R пиксели).
Резултатната фотопреобразувателна характеристика е сбор от фотопреобразувателните характеристики на двата типа пиксели. Снимките направени с такава матрица са с високо качество и детайлност включително и в най- тъмните и най- светлите области от изображението. Структурата на матрицата наподобява пчелна пита.
Сигналите за трите цвята се преобразуват в цифров вид чрез АЦП. Системата е с микропроцесорно управление.
Специализирани контролери за обработка на видеосигнал
Позволяват въвеждане на сигнал по системите PAL, SECAM или NTSC и могат да се свързват дирекно с повечето видеокамери и видеомагнетофони. Аналоговия сигнал се преобразува в цифров и се декодира. Прави се компресия и се записва на подходящ носител. При извеждане на информацията, тя се декомпресира, кодира и ако е необходимо се преобразува в аналогов телевизионен сигнал.
Цифрови фотоапарати
Конвенционалната фотография води началото си от 1830 година и е изобретена от Дагер и Талбот. Обикновения фотоапарат използва полимерен филм с нанесен върху него светочувствителен слой за формиране на изображението- негатив или позитив. Отразената от обекта светлина преминава през система от лещи- обектив и въздейства на светочувствителниям слой чрез химична реакция.
За фиксиране на резултатите от тази реакция се използват два химични процеса- проявяване и последващо фиксиране на изображението. Ако това е негатив през него се пропуска насочена светлина, която осветява светочувствителния слой на фотохартията. Следва нов процес на проявяване и фиксиране на изображението.
Цифровите фотоапарати съдържат аналогични елементи и системи. Имат обектив с лещи, фокусиращи потока отразена от обекта светлина върху светочувствителния елемент- двумерна CCD матрица. Генерираните от матрицата сигнали се дигитализират чрез АЦП. Специализиран микропроцесорен контролер обработва тези сигнали и в компресиран вид ги записва върху съответния носител, като същевременно извежда полученото изображение върху LCD панел. От зададените алгоритми зависи качеството на снимката и формата в който тя се записва, различните екстри- рамки, генериране на дата и час , звуков съпровод и други подобни. Максималната резолюция зависи от размерността на CCD матрицата. Скъпите цифрови апарати могат да записват полученото изображение в специален RAW формат, при който без всякаква компресия се записват параметрите на всеки един пиксел. Полученият файл е много удобен за последваща обработка, но е с относително голям обем- десетки мегабайти.
