Коли я дивлюся на сенсор CMOS, він зелений.
Але датчик CCD. Фотографії в Інтернеті показують рожеві датчики.
Отже, що саме визначає колір датчика камери? Особливо, що визначає кольори датчиків чудової 3CCD відеокамери?
Я дивився на CMOS-датчик під сонячним світлом. Чи була б різниця, якби я дивився на це в темній кімнаті з ідеально білим ліхтариком у руці?
Відповіді:
Колір, який ви бачите при перегляді "датчика", зазвичай визначається комбінованими кольорами кольорових масивів фільтрів, які розміщуються безпосередньо перед фактичною силіконовою мікросхемою, а також комбінацією інших фільтрів (низькочастотний, ІЧ, УФ), розміщених у «стеці» перед датчиком.
Хоча ми їх називаємо "червоними", "зеленими" та "синіми", кольори більшості масок Байєра:
"Кольорові" компоненти маски Байєра можна побачити, переглянувши спектральні криві відгуку для різних датчиків:
"Кольори" кожного типу конуса в сітківці людини найбільш чутливі до подібних:
Ось подання про "кольори", які люди сприймають для різних довжин хвиль світла:
Порівняйте, будь ласка, піки чутливості вище із "кольорами" цих довжин хвиль уздовж видимого спектру.
Немає покриттів на більшості датчиків трикольорового зображення, які зосереджені на тому, що ми називаємо "червоним"; усі малюнки в Інтернеті CMOS-датчиків із масивами фільтрів Bayer зображені незважаючи на це.
Більшість датчиків CMOS, розміщених у камерах, які використовуються для зйомки зображень, які ми вважаємо "фотографіями", мають "стек" фільтрів, які включають як інфрачервоні (ІЧ), так і ультрафіолетові (ультрафіолетові) фільтри перед масивом кольорових фільтрів Bayer. Більшість також включає фільтр з низьким проходом "протизмивання". Навіть конструкції датчиків, які, як кажуть, не мають фільтра низьких частот, мають як покривне скло з однаковим показником заломлення, так і два компоненти фільтра низьких частот, орієнтовані один на одного, так що другий скасовує перший.
Те, що ви бачите, коли заглядає в передню частину камери і бачить оголений CMOS-датчик, - це комбінований ефект світла, що відбивається від усіх тез-фільтрів, і переважає злегка синювато-зелений відтінок "зелених" відфільтрованих ділянок Маска Байєра поєднується з половиною більшої кількості синьо-фіолетової та оранжево-жовтої відфільтрованих порцій, які ми називаємо «синіми» та «червоними». Якщо спостерігати, як сидіти всередині фактичної камери, велика частина світла, що вражає датчик і стек перед ним, буде з досить вузького діапазону кутів і зазвичай має досить рівномірний колір. (Фіолетовий відтінок на краю сенсора Sony, ймовірно, обумовлений відбиттям світла під прямим кутом від УФ та / або ІК-фільтрів.)
Коли на такий датчик падає світло з широкого діапазону кутів, без фільтру «стека» перед ним, також буде очевидний призматичний ефект, який проявить більш повну гаму кольорів, завдяки формам поверхні мікроленз зверху та кольори маски Байєра, просочені між мікроцентрами та датчиком.
Нефільтрований датчик CCD або CMOS дуже схожий на будь-який інший інтегрований мікросхем, який має дуже регулярну / повторювану структуру подібного розміру структури - напівметалічний сірий (з кремнію, кварцу та алюмінію) з деякою райдужною силою, що, ймовірно, виникає в результаті ефектів дифракційного решітки в тонкі, повторювані структури. Порівняйте голий DRAM або мікросхем флеш-пам’яті.
Відфільтрований датчик, типовий для кольорового відео чи фотокамери, здасться зеленуватим, тому що матриці кольорових фільтрів, які мають сильно зелений зміщення (2 зелених пікселя на кожен червоний та синій пікселі), дуже часто використовуються, оскільки таке зміщення сприйняття також добре відомо існують у людському оці (навіть у незеленооких людей :))
Я особисто бачив датчики різних кольорів у різних камерах; зелений, рожевий, синій і т. д. Без конкретних розмірів і деталей конструкції важко сказати, але я б уявив, що колір на більшості датчиків задається товщиною покриття зверху датчика. Різні товщини створюватимуть різні кольори через тонкоплівкові перешкоди . Залежно від товщини покриттів, різні довжини хвилі світла (тобто кольори) руйнівно втручаються в себе в покритті, і будь-які довжини хвиль не відбиваються назад, надаючи вам колір, який ви бачите.
Фотоплівка природно чутлива лише до частот фіолетового та синього світла. Герман Фогель, професор Berlin Berlin Technical, намагаючись вирішити цю проблему через «халяцію». У нього були забарвлені жовті емульсії для затримки синього світла, що піддавався відбиттям від інтерфейсу основи емульсія. Це спрацювало, але на його подив, фільм набув чутливості до зеленого світла (ортохроматичного). Його аспіранти виявили інші барвники, чутливі емульсії до червоного світла. Це був важливий крок, емульсії, чутливі до червоного, зеленого та синього, дали правильне однотонне розмноження. Ці затінені емульсії зробили можливими майбутні кольорові плівки.
По мірі того, як сенсор CCD і CMOS еволюціонував, необхідно було також підлаштувати їх щодо чутливості до RGB. Брайс Байєр з Eastman Kodak розробив субпіксельну матричну схему, покриваючи різні фотосайти сильними аддитивними кольоровими фільтрами. Схема - це приблизно 50% зелених, 25% синіх та 25% червоних фільтрів. Ця схема змінює загальну чутливість, щоб отримати більш вірний образ.
Оскільки датчик зображення дуже чутливий до інфрачервоного випромінювання, вся поверхня зображень відфільтрована, і це плоске покривне скло виконує обов'язки та захищає крихку поверхню від стирання. Кришка скла дуже полірована, тому вона, як і відполіровані лінзи, спричиняє втрату світла завдяки відбиттю поверхні.
Роберт Тейлор, лондонський оптик, виявив, що літні лінзи придбали природне покриття з бруду від забруднення повітря. Ці «цвітілі» лінзи відбивались лише на 2%, тоді як у нових лінз - 8%. Штучне цвітіння (покриття) відбулося в 1930-х роках.
Обкладинка, покрита лінзою або кришкою, виглядає дихроїчною. Він виглядає одним кольором за допомогою передачі та протилежним кольором за відбиттям. Скажімо, пальто - це керування відбиттями червоного та синього кольору, лінза виглядає зеленим відбитим світлом, а пурпурне - променевим світлом. Оскільки більшість такого скла є багатошаровим, випадкове спостереження дає мало поняття щодо того, який колір пом'якшується.