Máy chụp ảnh kỹ thuật số (gọi tắt là máy ảnh số) là máy ảnh không cần phim. Đây là một trong những sự kiện nổi bật nhất ở cuối thế kỷ 20 và đầu thế kỷ 21. Sản phẩm này thật sự nổi trội và khác biệt với máy ảnh cơ, máy ảnh số thu và lƣu giữ hình ảnh một cách tự động thay vì phải dùng phim ảnh giống nhƣ máy chụp ảnh cơ. Máy ảnh kỹ thuật số đƣợc thiết kế đựa trên 2 nền tảng là nhiếp ảnh và tin học. Cho tới ngày nay thiết bị điện tích kép "Charged – Couple Device gọi tắt là CCD" và "Complement Metal Oxide Semiconductor gọi tắt là CMOS" đƣợc gọi chung là bộ cảm biến hình ảnh [hình 4.2], đây có thể nói chính là linh hồn của máy ảnh kỹ thuật số. Hình ảnh đƣợc tạo ra bởi máy ảnh kỹ thuật số đƣợc gọi ảnh số, là ảnh đƣợc hợp thành bởi các phần tử điểm ảnh (pixels), các điểm ảnh có kích thƣớc rất nhỏ và số lƣợng điểm ảnh tạo ra phụ thuộc vào loại máy ảnh số đƣợc sử dụng.
Hình 3.2 Bộ cảm biến hình ảnh CMOS trên máy ảnh Kodak
Với máy ảnh kỹ thuật số thì ta có thể xem hình trực tiếp và sau khi đã chụp xong, thể hiện qua màn hình LCD nhỏ nằm phía sau máy hoặc có thể nối máy với màn hình ti vi, máy vi tính, máy phóng .v.v....Hình ảnh chụp từ máy ảnh KTS đƣợc lƣu giữ theo một định dạng ngày càng phổ thông (lƣu giữ trên các thẻ nhớ hoặc bộ nhớ trong của máy), khiến cho ngƣời dùng có thể dễ dàng chỉnh sửa và trao đổi hình ảnh giữa các loại thiết bị và các phần mềm ứng dụng khác nhau. Ví dụ chèn trực tiếp vào văn bản (báo, bài học .v.v..), gửi hình ảnh bằng thƣ điện tử, đƣa hình lên web .v.v.v....Chính vì những yếu tố này mà ảnh số ngày càng đƣợc sử dụng rộng rãi, phổ biến.
Ở máy ảnh số, điện năng chủ yếu sử dụng cho các linh kiện điện tử, bán dẫn điều khiển là chủ yếu. việc ghi hình chỉ đơn giản là để hệ thống thấu kính đƣa ánh sáng vào hệ thống cảm biến.
73 Tại đây, các sensors sẽ đo lƣờng ánh sáng mà nó nhận đƣợc và chuyển đổi ra tín hiệu điện tử và tín hiệu số. Ở giai đoạn này, việc ghi nhận hình đã hoàn tất, và kế tiếp, chúng ta có thể xem lại ngay kết quả mà không cần đến kỹ thuật phòng tối. Quá trình chụp ảnh thật ra là quá trình chuyển đổi hình ảnh thành tín hiệu số.
Các máy ảnh kỹ thuật số có cấu tạo bề ngoài cơ bản giống nhau, gồm các bộ phận nhƣ: Ống kính, ống ngắm, hệ thống gƣơng phức hợp ngắm chụp, ống ngắm, phím điều khiển… đƣợc mô tả trong hình 4.3:
Hình 3.3 Một số bộ phận trên máy ảnh số
Ống kính (lens): đƣợc cấu tạo bởi nhiều thấu kính. Trên ống kính có hệ thống căn nét để điều chỉnh hình ảnh phản chiếu sao cho rõ nét nhất. Trong ống kính còn có một lỗ cho ánh sáng lọt qua đƣợc cấu tạo để có thể điều chỉnh mở to hoặc nhỏ điều tiết ánh sáng nhiều hay ít đi qua. Các ống phóng (zoom) còn có hệ thống mở to hay thu nhỏ góc ảnh bằng cách điều chỉnh tiêu cự của ống (focal length).
Ống ngắm (view finder): Nhƣ đã nói ở trên, ống ngắm (view finder) đƣợc thiết kế giúp ngƣời chụp nhìn đƣợc hình ảnh trƣớc khi bấm chụp. Để ngắm chụp chính xác nhất thì hình ảnh ngắm qua ống ngắm phải giống hoàn toàn với hình ảnh sẽ đƣợc ghi lại.
Trên một số loại máy ảnh số hiện nay ống ngắm đã bị bỏ đi và thay vào đó là màn hình LCD, trong quá trình ngắm chụp máy chƣa ghi và lƣu lại hình ảnh vào bộ nhớ/ thẻ nhớ mà hiển thị trên màn LCD. Khi bấm chụp, máy mới ghi lại hình ảnh ở thời điểm bấm chụp. Tuy nhiên, cơ chế này có rất nhiều nhƣợc điểm: thứ nhất, do hệ thống điện tử phải xử lý phức tạp trong quá trình truyền hình ảnh từ cảm biến ra LCD nên tạo ra hiện tƣợng “trễ ảnh” (lag) khi bấm chụp vì hình ảnh hiện trên LCD đã bị chậm hơn so với những gì diễn ra ngoài thực tế, nhất là khi chụp các vật chuyển động. Thứ hai, cảm biến do luôn ở chế độ hoạt động nên bị nóng, làm tăng độ nhiễu màu trên ảnh. Thứ ba, trong điều kiện ánh sáng mạnh nhƣ chụp ngoài trời, độ sáng của hầu hết
74 các màn LCD đều không đủ để giúp ngƣời chụp nhìn rõ, màn hình thƣờng bị tối đen không nhìn thấy gì. Hơn nữa, màn LCD với kích thƣớc nhỏ không thể hiển thị đƣợc hình ảnh chi tiết của đối tƣợng muốn chụp nên rất bất tiện khi ngắm chụp. Do vậy gần đây, để tăng thêm tính năng và khắc phục những nhƣợc điểm trên nhiều loại máy đã tích hợp hệ thống ngắm trực tiếp thông qua ống ngắm.
Trong hệ thống an toàn cho máy ảnh số ống ngắm sẽ thực hiện hai chức năng, một là hiển thị hình ảnh về cảnh quan sẽ đƣợc chụp, hai là ghi lại dữ liệu sinh trắc học (hình ảnh về mống mắt) của ngƣời chụp hình.