Матрица (сенсор, фотоприемник) — это устройство камеры, где формируется телевизионное изображение, как правило представляет собой микросхему, состоящую из фотодиодов. При прохождении лучей света (фотонов) фотодиоды генерируют попавший свет в электрический сигнал. Соответственно, чем больше света попадет, тем лучше будет сигнал. Как правило один фотодиод содержит три пикселя RGB, расположенных в трех уровнях один под одним каждый, и представляют собой ячейку фотоприемника. От количества пикселей зависит разрешение (детализация) получаемого изображения. Чем больше пикселей содержит матрица, тем выше будет детализация.
Одной из основных характеристик матрицы является её физический размер. В спецификациях к камерам производителями принято указывать размеры матрицы в дюймах. К примеру, матрица формата 1/3″ имеет размеры: горизонтальный 4.8 x вертикальный 3.6 мм. Размер матрицы влияет на такие важные показатели, как вес и габариты камеры, цифровой шум на изображении и поле зрения при использовании с тем или иным объективом. На большую по площади матрицу попадает большее количество света, тем самым получая на выходе изображение с меньшим количеством шумов. Стоит отметить, что на показатели шума также влияет размер пикселей. При большом размере пикселей слой изоляции между ними тоже больше, а следовательно ток утечки уменьшается.
При подборе оптики к тому или иному формату ТВ-камеры нужно руководствоваться простым правилом: выбранный объектив должен либо быть равным формату матрицы камеры, либо превосходить его. Если объектив спроектирован для работы с сенсором меньших размеров, чем установленный в камере, то на изображении появится тёмная окантовка или так называемое «виньетирование«. Если объектив спроектирован для работы с сенсором большего размера, чем установленный в камере, то часть информации на изображении будет находиться за пределами матрицы, таким образом сужается поле зрения (угол обзора). Во втором случае, отсекание краевых участков на изображении позволяет использовать самую «продуктивную» часть объектива — центральную область, в которой разрешение оптики, измеряемое в линиях/мм всегда больше, чем на краях, поэтому и качество изображения будет выше.
Поясняющее изображение:
К примеру, объектив Kowa LMVZ655 формата 1/2″ можно с успехом использовать на камерах с сенсором 1/2″,1/3″, но нежелательно на 2/3″.
Соотношение основных оптических форматов сенсоров и их физические размеры приведены в таблице: