This page is hosted for free by zzz.com.ua, if you are owner of this page, you can remove this message and gain access to many additional features by upgrading your hosting to PRO or VIP for just 32.50 UAH.
ОРИГИНАЛЬНЫЕ ФОТОАППАРАТЫ

ПЛЕНОЧНЫЕ

ФОТОКАМЕРЫ


-"Главная"
-"Lomography Spinner 360°"
-"Смена-8м"
"Ленинград"
-"Ломо-135"
-"ВТСВС(ТСВВС)"
-"Момент"
-"Pankopta"
-"Canon Pellix"
-"Jaeger LeCoultre Compass"
-"Горизонт"
-"Зенит-Д"
-"Нарцисс"
-"Репортер"
-"Старт"
-"Алмаз"
-"Leica 250 Reporter FF"
-"Фэд-стерео"
-"Силуэт-Рапид авто"
-"Зенит-4,5,6"
-"Киев-Вега"
-"Самодельные фотокамеры"
-"Фотоснайпер"
-"Спутник-стерео"
-"ФЭД-10"
-"Зоркий10,11,12"
-"Комета"
-"Друг"

Рассылки Subscribe.Ru
Подпишись: Оригинальные фотоаппараты

Светочувствительные матрицы цифровых фотоаппаратов.


В наши дни, цифровые фотокамеры с электронными светочувствительными сенсорами, практически полностью вытеснили из обихода пленочные фотоаппараты.

По принципу процесса получения изображения, цифровые камеры кардинально отличаются от пленочных фотоаппаратов. Несмотря на то, что в них тоже используются та же схема фокусировки изображения на светочувствительном элементе. Она состоит из объектива (система линз), затвора, и диафрагма. Однако там, где у традиционных фотоаппаратов находится пленка, в цифровой камере располагается электронный светочувствительный сенсор (матрица).


Первые попытки создать электронную изображение датируются 1908 годом. В этом году Алан А. Кэмпбел Свинтон
Алан А. Кэмпбел Свинтон
придумал кинескоп, то есть электронное устройство для регистрации изображения на электронно-лучевой трубке.

Следующая попытка была предпринята через 60 лет в 1969 году. У сотрудников Bell Labs возникла идея электронной регистрации изображения, и в 1970 году был создан первый в мире ПЗС(прибор зарядовой связи) который состоял из восьми светочувствительных элементов.

В 1973году Компания Fairchild начала промышленный выпуск ПЗС-матриц . Они были чёрно-белыми и имели разрешение всего 100х100 пикселей.


Основной характеристикой цифрового фотоаппарата является количеству пикселей, которые он может снять (чем их больше, тем более детализированной будет фотография). Количество пикселей зависит от физического размера и концентрации элементов на матрице. Цифровая светочувсвительная матрица является сердцем цифровой камеры.

В современных цифровых фотокамерах наибольшее распространение получили матрицы двух типов: ПЗС (прибор с зарядовой связью, по-английски CCD — Charge-Coupled Device) и КМОП (комплементарный металл-оксид-полупроводник, по-английски CMOS — Complementary-symmetry/Metal-Oxide Semiconductor).


Цифровая светочувсвительная матрица

КМОП(CMOS)-

матрицы для потребительских фотоаппаратов относительно дёшевы, так как производятся по стандартным полупроводниковым технологиям, однако шумы таких матриц обычно гораздо выше, чем у CCD.

Название ПЗС(CCD) — прибор с зарядовой связью, отражает способ считывания электрического заряда методом сдвига от одного элемента матрицы к другому, постепенно заполняя буферный регистр. Далее напряжение усиливается и подается на АЦП (аналого-цифровой преобразователь), после чего уже в цифровой форме поступает для последующей обработки в процессор фотокамеры.

Сенсоры матриц воспринимают только черно-белый сигнал, они не различающие цвет. Для получения цветного изображения в матрицах цифровых фотоаппаратов применяются специальные технические решения.

Можно, например, разделять спектр на составные цвета после объектива (при помощи системы цветоделительных зеркал или призм) на три области — красную, зеленую и синюю — и подавать на три отдельных монохромных сенсора, что применяется в трехматричных (3CCD) фотокамерах. Подобный подход обеспечивает отличную разрешающую способность и цветопередачу, причем без увеличения времени получения изображения. Однако такие аппараты громоздкие и дорогие, поэтому в фотографии система 3CCD получила распространение только в профессиональных студийных решениях, причем в трехматричной системе трудно использовать зеркальный видоискатель, что делает ее применение в фотографии еще более ограниченным.

Удешевить предыдущий вариант позволило бы использование одной матрицы с тремя заменяемыми светофильтрами (красным, зеленым и синим), однако последовательное экспонирование сенсора через барабан со светофильтрами потребовало бы в три раза больше времени.

В настоящее время чаще всего для получения цветного изображения применяются одноматричные системы. В них используется массив светофильтров разных цветов(color filter array, CFA), располагающихся между микролинзой и светочувствительной областью фотопикселя.


Схема матрицы

С помощью светофильтра на каждый фотодетектор попадает световой сигнал соответствующий цвету светофильтра.

Производители цифровых матриц используют различные массивы светофильтров, как правило, имеющие комбинацию основных цветов (красного, зеленого и синего) или дополнительных цветов (голубой, пурпурный и желтый).


Комбинация светофильтров

Чаще всего массив цветных светофильтров использует технологию Bayer Pattern, при которой красные, зеленые и синие фильтры располагаются в шахматном порядке, причем число зеленых фильтров в два раза больше чем красных или голубых. Такая схема расположения фильтров приводит к формированию изображения которое нельзя назвать точным, ведь для каждого пиксела изображения фиксируется только одна цветовая составляющая из трех, а потом процессор фотокамеры путем интерполяции по соседним значениям «дорисовывает» остальные две, так что картинка, выдаваемая современной цифровой камерой, на две трети уже интерполирована. Поэтому при одинаковом разрешении матриц у сенсора с классическим байеровским массивом светофильтров в результате цветовой интерполяции («размазывания» по цвету) разрешение снимков примерно в 2 раза ниже (они выглядят более размытыми), чем у устройств с одним светофильтром (монохромных) или у трехматричной схемы.

Для устранения этого недостатка используются технологии сдвига светрофильтра. Данный подход аналогичен описанной выше съемке с заменой цветного фильтра. В данном случае применяется «обычный» сенсор с фильтром Байера, который передвигается в процессе экспозиции относительно фотоматрицы на один пиксел таким образом, что каждый фотосенсор экспонируется три раза с разным фильтром. В результате в трех кадрах мы имеем все три цветные составляющие для каждого фотосенсора. Однако подобная технология очень дорогая, а кроме того, увеличивает время экспозиции в три раза. Поэтому применяется она преимущественно в цифровых задниках для профессиональной студийной съемки в павильоне, где можно на несколько секунд обеспечить неподвижность объекта съемки.


В заключение можно сказать следующее.

В настоящее время ведущими компаниями по производству видеотехники интенсивно разрабатываются новые виды матриц для цифровых фотокамер. Но при этом необходимо отметить, что в настоящее время наибольшее распространение получили неподвижные одноматричные системы с неподвижными фильтрами Байера. Эти системы устанавливаются как в любительские, так и в профессиональные камеры.

В профессиональных камерах, качество изображения улучшают путем оснащения фотокамер более мощными процессорами.


ЦИФРОВЫЕ

ФОТОКАМЕРЫ


-"Главная"
-"LITRO-камера светового поля"
-"Фотоаппарат с проектором"
-"Матрицы цифровых фотоаппаратов"
-"Первые цифровые фотокамеры"
-"Бросаемая панорамная сферическая фотокамера"
-"Фотокамеры Sony SLT"
© 2010-2019г. Оригинальные фотоаппараты.