Принцип действия чувствительных элементов

Чувствительные элементы в виде приборов с зарядовой связью регистрируют общую интенсивность освещения, но лучше всего они воспринимают красную, а не синюю часть спектра. В действительности, они также хорошо воспринимают инфракрасные волновые колебания. При использовании соответствующих фильтров фотоаппараты могут снимать только цветные, черно-белые или инфракрасные изображения. При увеличении температуры в элементах ПЗС могут формироваться паразитные заряды (помехи), ухудшающие восприятие реального освещения .

В аппаратах для получения цветных снимков для регистрации и затем воспроизведения видимого спектра применяются красные, зеленые и синие фильтры, распределяющие свет по КЗС каналам. Чтобы не допустить чрезмерного количества красного, весь ПЗС перекрывается инфракрасным светофильтром. Компенсация пониженной чувствительности к синему достигается либо во время обработки считываемых показаний, либо увеличением времени для формирования зарядов в синих элементах. Если человеческое восприятие адаптируется к освещению с разной цветовой окраской, то фильтры обеспечивают такое восприятие, каким обладает глаз к дневному свету. Регулировка баланса белого вместе с системами управления светом (СМС) обеспечивают компенсацию для источников освещения с разной цветовой гаммой .

Чувствительные элементы с линейной матрицей считывают или сканируют строки информации поперек изображения. Трилинейные матричные массивы в сканирующих аппаратах включают три ряда элементов ПЗС, перед которыми установлены КЗС фильтры. Полноцветное изображение формируется по строкам. Матричные массивы, известные также как площадные массивы, захватывают всю сцену за долю секунды. Для формирования полноцветной информации для этой сцены, возможно, потребуется считывание для матрицы не один раз. В некоторых случаях для мгновенного восприятия всех цветов используются три матричных массива. Стоимость изготовления матричных массивов выше, чем трилинейных, в связи с тем, что процент брака при их производстве значительно выше.

Во многих портативных аппаратах для мгновенного захвата полноцветных изображений используют один матричный массив, допускающий возможность перемещения объекта съемки. Реальное разрешение в этих аппаратах уменьшается, поскольку элементы ПЗС попеременно перекрываются красным, зеленым и синим фильтрами. Промежутки между одинаково окрашенными элементами заполняются путем установки усредненного значения или интерполирования считываний света. Информацией об этом процессе интерполяции определяется качество результатов, однако в большинстве случаев четкие высококонтрастные детали, например, черный текст, будут окружены цветной бахромой. КЗС фильтры применяются в виде полосок, обычной или псевдослучайной мозаики в этом типе матриц. Эти шаблоны фильтров могут случайно привести к искажению объектов съемки с мелкими узорами, давая на изображениях муар.