حسگر بخشی از دوربین است که عکس را می‌گیرد. این مدار پیچیده به‌صورت یکپارچه از ترکیب چندین حسگر نور، ترانزیستور، تقویت‌کننده و سخت‌افزارهای مربوط به پردازش و مدیریت انرژی ساخته گردیده است. وقتی نرم‌افزار هوشمند دوربین گوشی فرمان ضبط تصویر را می‌دهد، حسگر تمام داده‌های موردنیاز را فراهم خواهد کرد.

هنگام ثبت تصویر، نور منعکس‌گردیده از اشیاء و اجسامی که در میدان دید دوربین قرار دارند، ازطریق لنز وارد دوربین می‌شود و به حسگر نور دوربین انتقال پیدا می‌کند. این حسگر پس از جذب نور آن را به سیگنال‌های دیجیتالی تبدیل و به واحد پردازش تصویر منتقل می‌کند. در این قسمت، تصویر مدنظر ایجاد و عملیاتی مانند کاهش نویز تصویر روی آن انجام می‌شود.

پس در حالت کلی، حسگر وظیفه‌ی جذب نور منعکس‌گردیده از سوژه‌ها و تبدیل آن به داده‌ها و پارامترهای دیجیتالی را برعهده دارد. هر حسگر سه مشخصه‌ی عمده دارد که باعث مشخص‌گردیدن میزان کیفیت و عملکرد آن است: تعداد پیکسل‌ها و اندازه‌ی حسگر و فناوری به‌کاررفته برای جذب نور و تبدیل به داده‌های دیجیتالی. درادامه، این سه مشخصه را معرفی می‌کنیم.

۱. تعداد پیکسل

حسگر دوربین دیجیتال به‌صورت آرایه‌ای دوبعدی از پیکسل‌ها است که حاصل‌ ضرب تعداد ردیف‌ها در تعداد ستون‌ها و پیکسل‌های حسگر یا حسگر و درنهایت، پیکسل‌های موجود در تصاویر خروجی است. همچنین، لازم است بدانید مقیاس شمارش مقدار پیکسل‌ها در دوربین‌های امروزی واحد مگاپیکسل (MP) است. پس یک مگاپیکسل معادل یک‌ میلیون پیکسل است.

برای واضح‌ترگردیدن این موضوع، باید بگوییم به‌عنوان مثال، تصویر خروجی دوربینی ۱۶ مگاپیکسلی معادل ۱۶ میلیون پیکسل است. البته این نکته را فراموش نکنید که هرچه تعداد پیکسل‌های تصویر بیشتر باگردید، هنگام بزرگ‌نمایی و برش و چاپ عکس در ابعاد بزرگ، نتیجه‌ی نهایی از کیفیت بیشتری برخوردار خواهد بود. البته پارامترهای دیگری نیز در کیفیت تصویر تأثیر می‌گذارند و فقط تعداد پیکسل‌ها تعیین‌کننده‌ی کیفیت تصویر نیستند.

۲. اندازه‌ی حسگر

بزرگ‌تربودن اندازه‌ی حسگر دوربین به‌منزله‌ی جذب نور بیشتر است. حال هرچه نور دریافتی حسگر بیشتر باگردید، نویز تصاویر کمتر و عملکرد دوربین به‌خصوص در محیط‌های با نور کم بسیار بهتر می‌شود. همچنین، قابلیت فوکوس روی سوژه‌های در حال حرکت دقیق‌تر می‌شود و محدوده‌ی دینامیکی یا تفاوت روشنایی بین تاریک‌ترین و روشن‌ترین نقاط تصویر و جزئیات افزایش می‌یابد. این اندازه در اکثر دوربین‌های گوشی‌های هوشمند، به‌جز گوشی‌های پرچم‌دار، در‌حدود یک‌سوم اینچ است. اندازه‌ی حسگر اکثر دوربین‌های به‌کار‌رفته در گوشی‌های هوشمند غیرپرچم‌دار در‌حدود یک‌سوم اینچ و در برخی گوشی‌های پرچم‌دار ممکن است تا یک اینچ هم باگردید.

در بازار فعلی، رقابت بر سر تعداد پیکسل‌های دوربین است؛ به‌همین‌دلیل، تولید‌کنندگان با کاهش اندازه‌ی پیکسل، سعی می‌کنند تعداد بیشتری پیکسل روی دوربین بگنجانند. افزون‌براین، طراحی گوشی‌های جدید به‌سمت باریک‌ترگردیدن می‌رود و این موضوع سبب ایجاد محدودیت در اندازه‌ی حسگرها و محدودگردیدن میزان نور ورودی و درنتیجه افزایش نویز تصویر می‌شود. به‌همین‌دلیل، برخی از شرکت‌ها در افزایش تعداد پیکسل‌ها کمی بااحتیاط عمل می‌کنند و افزایش اندازه‌ی حسگر را به افزایش تعداد پیکسل‌ها ترجیح می‌دهند.

۳. CCD یا CMOS

حسگر دوربین‌های دیجیتال برپایه‌ی یکی از دو فناوری CCD  یا CMOS هستند. گوشی‌های دوربین‌دار ابتدایی از حسگر CCD استفاده می‌کردند؛ ولی به‌دلیل مصرف باتری و قیمت تمام‌گردیده‌ی بیشتر کم‌کم جای خود را به حسگرهای CMOS دادند. البته در تمامی دوربین‌های امروزی از فناوری CMOS استفاده می‌شود. سطح این حسگرها شامل آرایشی دوبعدی از آشکارسازهای نوری هستند؛ یعنی مثلا حسگری ۱۶ مگاپیکسلی از ۱۶ میلیون آشکارساز نوری تشکیل گردیده است. مکانیسم کلی عملکرد حسگر CMOS بدین‌ترتیب است که آشکارساز نوری مربوط به هر پیکسل از تصویر و اطلاعات آنالوگ و غیر‌دیجیتالی مربوط به فوتون‌های نوری را دریافت می‌‌کند که به آن برخورد کرده است. در‌نهایت، این اطلاعات تقویت و به سیگنالی دیجیتالی در ارتباط با روشنایی فوتون‌ها تبدیل خواهد گردید. در‌انتها، الگوریتم نرم‌افزاری هوشمند با دریافت سیگنال‌های دیجیتالی، عکس رنگی باکیفیت را تولید می‌کند.

عدسی یا لنز

لنز وظیفه‌ی متمرکزکردن نور بر حسگر دوربین را برعهده دارد و از مجموعه‌ای از عدسی‌های پلاستیکی یا شیشه‌ای تشکیل گردیده است. عدسی‌های شیشه‌ای موجب افزایش کیفیت و وضوح تصویر می‌شود و درمقابل، عدسی‌های پلاستیکی نیز ارزان‌تر و سبک‌تر هستند. برخی از وظایف لنزهای دوربین عبارت‌اند از: متمرکزکردن و شکل‌‌دادن به نور به‌طوری‌که با اندازه‌ی حسگر انطباق پیدا کند و اصلاح اشکالات احتمالی و فراهم‌کردن نقطه‌ی فوکوس پایانی تصویر.

تأثیر اندازه‌ی فاصله‌ی کانونی

به فاصله‌ای که بین عدسی و حسگر دوربین وجود دارد، فاصله‌ی کانونی می‌گویند. فاصله‌ی کانونی تعیین‌کننده‌ی میزان میدان دید و میزان بزرگ‌نمایی آن است. نسبت فاصله‌ی کانونی و میدان دید بدین‌شکل است که هرچه فاصله‌ی کانونی کم تر باگردید، میدان دید دوربین وسیع‌تر و بزرگ‌نمایی کمتر است و هرچه فاصله‌ی کانونی بیشتر باگردید، میدان دید کمتر و محدودتر و بزرگ‌نمایی بیشتر است.

فاصله‌ی بین عدسی و حسگر برمبنای اندازه‌ی حسگر و عملکرد مدنظر برای لنز تعیین می‌شود. بیشتر ماژول دوربین‌های به‌کار‌رفته در گوشی‌های هوشمند، حسگرهای کوچک با میدان دید وسیع و فاصله‌ی کانونی کوتاه و ثابت دارند. اندازه‌ی فاصله‌ی کانونی در دوربین گوشی‌های امروزی، کمتر از ۵ میلی‌متر است. همچنین برای وسیع‌تر‌کردن میدان دید، می‌توان از عدسی‌های جانبی استفاده کرد که در بازار وجود دارند و به‌راحتی روی گوشی نصب می‌شوند.

دریچه یا دیافراگم

به دریچه‌ای که بین حسگر و عدسی دوربین وجود دارد و نور متمرکز‌گردیده را از خود عبور می‌دهد و به حسگر می‌تاباند، دیافراگم می‌گویند. اندازه‌ی این دریچه تعیین‌کننده‌ی میزان نور عبوری و تنظیم وضوح و فوکوس تصویر است. این اندازه در دوربین گوشی‌ها میزان ثابت است و نمی‌توان میزان نور منتقل‌گردیده را تغییر داد.

اندازه‌ی دهانه‌ی دیافراگم نسبت به فاصله‌ی کانونی را به‌صورت f/number بیان می‌‌کنند. اندازه F/3.0 برای دیافراگم به این معنی‌ است که اندازه‌ی فاصله‌ی کانونی دوربین دو برابر قطر دیافراگم یا به‌عبارت ساده‌تر، قطر دیافراگم برابر با یک‌سوم فاصله‌ی کانونی است. بنابراین، هرچه این نسبت کوچک‌تر باگردید، دیافراگم دوربین بزرگ‌تر و نور بیشتری به حسگر انتقال پیدا می‌کند. همچنین اگر اندازه‌ی دیافراگم افزایش پیدا کند، عملکرد کلی دوربین در شرایط کم‌نور بهتر و عمق میدان دید کاهش خواهد یافت و درنتیجه، سوژه‌ی مدنظر واضح‌‌تر و پس‌زمینه‌ی تصویر به‌تدریج تار و محو می‌شود.

ایزو (ISO)

ایزو تعیین‌کننده‌ی میزان حساسیت دوربین به نور است و اپلیکیشن‌های پیشرفته‌ی کنترل دوربین گوشی، امکان تنظیم آن را فراهم می‌کنند. هرچه میزان ایزو بزرگ‌تر باگردید، حسگر دوربین به نور حساس‌تر می‌شود. البته به‌خاطر داشته باشید که افزایش حساسیت حسگر به نور، موجب افزایش نویز تصویر می‌شود. حال اگر کیفیت تصویر خیلی مهم است، باید میزان ایزو را در کمترین سطح تنظیم کنید.

فوکوس خودکار و سرعت شاتر

فرایند تمرکز یا فوکوس روی نقاط مختلف تصویر را ازطریق جابه‌جایی بخشی از عناصر تشکیل‌دهنده عدسی به‌کمک موتور داخلی ویژه می‌توان انجام داد. اساس کار فوکوس خودکار بدین‌ترتیب است که سیستم کنترل فوکوس وضعیت پیکسل‌های تصویر را به‌طور دائم در سطح حسگر دوربین بررسی می‌کند و براساس نتایج حاصل‌گردیده، اجزای متحرک لنز را باتوجه‌به حسگر دورتر یا نزدیک‌تر می‌کند تا بهترین شرایط فوکوس یا تمرکز ایجاد شود. پارامتر دیگری که کیفیت نهایی عکس را تعیین می‌کند، سرعت شاتر است. البته باید بدانید وظیفه‌ی شاتر جلوگیری از رسیدن نور به حسگر است. در زمان عکس‌گرفتن، شاتر به مدت کوتاهی باز و مجدد بسته می‌شود. میزان و مدت این فاصله‌ی زمانی بین باز و بسته گردیدن شاتر، با تغییر سرعت شاتر تنظیم‌گردیدنی است.

سرعت شاتر با مقیاس ثانیه نمایش داده می‌شود. برای درک راحت‌تر، باید بگوییم اگر عدد یک را برای سرعت شاتر در نظر بگیریم، بدین‌معنی است که شاتر یک ثانیه برای جمع‌کردن نور در هر عکس باز خواهد بود. هرچه عدد تنظیمی کمتر باگردید، سرعت شاتر افزایش پیدا می‌کند. اگر مدت باز‌بودن شاتر طولانی‌تر باگردید، میزان نور بیشتری وارد حسگر و در‌نهایت به تارگردیدن تصویر منجر می‌شود. به‌عنوان مثال، برای گرفتن عکس از سوژه‌هایی با تحرک زیاد، باید سرعت شاتر بیشتر، یعنی بازه‌ی زمانی کوچک‌تر و برای عکس‌برداری در محیط‌های با نور کم یا ثبت تصویرهای صاعقه و آتش‌بازی سرعت شاتر کمتر، یعنی بازه‌ی زمانی بزرگ‌تر باگردید.

تثبیت‌کردن تصویر