Когда я смотрю на датчик CMOS, он зеленый.
Но датчик CCD. фото в инете показывают розовые датчики.
Так что именно определяет цвет датчика камеры? Особенно, что определяет цвета датчиков великолепной видеокамеры 3CCD?
Я посмотрел на датчик CMOS в солнечном свете. Будет ли разница, если я посмотрю на нее в темной комнате с совершенно белым фонариком в руке?
Ответы:
Цвет, который вы видите, когда смотрите на «датчик», обычно определяется комбинированными цветами цветных массивов фильтров, которые располагаются непосредственно перед фактическим силиконовым чипом, а также сочетанием других фильтров (Low-pass, IR, УФ) помещается в «стопку» перед датчиком.
Хотя мы называем их «красный», «зеленый» и «синий», цвета большинства масок Байера:
«Цветные» компоненты маски Байера можно увидеть, посмотрев на кривые спектрального отклика для различных датчиков:
«Цвета» каждого типа колбочек в сетчатке человека наиболее чувствительны:
Вот представление о «цветах», которые люди воспринимают для различных длин волн света:
Пожалуйста, сравните пики чувствительности выше с "цветами" этих длин волн вдоль видимого спектра.
На большинстве трехцветных датчиков обработки изображений нет покрытий, которые сосредоточены на том, что мы называем «красным», несмотря на то, что все рисунки в Интернете датчиков CMOS с массивами фильтров Байера изображены.
Большинство КМОП-датчиков, размещаемых в камерах, используемых для съемки типов изображений, которые мы считаем здесь «фотографиями», имеют «стопку» фильтров, которые включают как инфракрасные (ИК), так и ультрафиолетовые (УФ) фильтры перед массивом цветовых фильтров Байера. Большинство также включает в себя фильтр сглаживания нижних частот. Даже конструкции датчиков, которые, как говорят, не имеют «фильтра нижних частот», имеют тенденцию иметь либо покровное стекло с одинаковым показателем преломления, либо два компонента фильтра нижних частот, ориентированные друг на друга, так что второй компенсирует первый.
То, что человек видит, когда смотрит в переднюю часть камеры и видит экспонированный CMOS-датчик, представляет собой комбинированный эффект отражения света от всех этих фильтров, и в нем преобладает слегка голубовато-зеленый оттенок «зеленых» отфильтрованных частей Маска Байера сочетается с вдвое меньшим количеством сине-фиолетовых и оранжево-желтых отфильтрованных порций, которые мы называем «синими» и «красными». При осмотре в реальной камере большая часть света, падающего на датчик и стопку перед ним, будет иметь довольно узкий диапазон углов и обычно будет довольно однородного цвета. (Фиолетовый оттенок на краю сенсора Sony, вероятно, связан с отражением света под прямым углом от УФ- и / или ИК-фильтров.)
Когда на такой датчик падает свет с широким диапазоном углов без фильтра «стопка» перед ним, также будет наблюдаться призматический эффект, который покажет более широкий диапазон цветов из-за формы поверхности микролинзы сверху и цвета маски Байера, зажатой между микролинзами и датчиком.
Нефильтрованный датчик ПЗС или КМОП выглядит очень похоже на любую другую кремниевую интегральную схему, которая имеет очень правильную / повторяющуюся структуру схожего размера структуры - полуметаллический серый (из кремния, кварца и алюминия) с некоторой переливчатостью, вероятно, вследствие эффектов дифракционной решетки в прекрасные, повторяющиеся структуры. Сравните голый DRAM или чип флэш-памяти.
Отфильтрованный датчик, типичный для цветного видео или фотоаппарата, будет выглядеть зеленоватым, потому что матрицы цветовых фильтров, которые сильно смещены по зеленому (2 зеленых пикселя на каждый красный и синий пиксель), очень часто используются, так как такое смещение восприятия также хорошо известно существуют в человеческом глазу (даже у не зеленых глаз людей :))
Я лично видел датчики разных цветов в разных камерах; зеленый, розовый, синий и т. д. Сложно сказать, без конкретных размеров и деталей конструкции, но я бы предположил, что цвет на большинстве датчиков определяется толщиной покрытий на верхней части датчика. Различные толщины будут давать разные цвета из -за интерференции тонких пленок . В зависимости от толщины покрытий, различные длины волн света (то есть цвета) деструктивно влияют на самих себя в покрытии, и любые длины волн не отражаются, чтобы дать вам цвет, который вы видите.
Фотопленка естественно чувствительна только к частотам фиолетового и синего света. Герман Фогель, профессор Берлинского технического университета, пытается решить проблему из-за «ореола». У него были некоторые эмульсии, окрашенные в желтый цвет, чтобы остановить синий свет, отражающийся от отражений от границы раздела эмульсия-основа. Это сработало, но, к его удивлению, фильм приобрел чувствительность к зеленому свету (ортохроматический). Его аспиранты обнаружили другие красители, повышающие чувствительность эмульсий к красному свету. Это был важный шаг, эмульсии, чувствительные к красному, зеленому и синему, дали правильное монохроматическое раздирание. Эти настроенные эмульсии сделали возможными будущие цветные пленки.
По мере развития сеньоров CCD и CMOS, также необходимо было настроить их в соответствии с чувствительностью RGB. Брайс Байер из Eastman Kodak разработал субпиксельную матричную схему, покрывающую различные фотосайты сильными аддитивными цветными фильтрами. Схема состоит примерно из 50% зеленых, 25% синих и 25% красных фильтров. Эта схема настраивает общую чувствительность, чтобы получить более точное изображение.
Поскольку датчик изображения очень чувствителен к инфракрасному излучению, вся поверхность изображения фильтруется, и это плоское покровное стекло выполняет дуэль и защищает хрупкую поверхность от истирания. Защитное стекло высоко полируется, поэтому оно, как и полированные линзы, вызывает потерю света из-за отражения от поверхности.
Роберт Тейлор, лондонский оптик, обнаружил, что старые линзы приобрели естественный слой грязи из-за загрязнения воздуха. Эти «цветущие» линзы отражали только 2%, тогда как новая линза отражала 8%. Искусственное цветение (окраска) закрепилось в 1930-х годах.
Линза с покрытием или покровное стекло выглядит дихроичным. Он выглядит одним цветом при передаче и противоположным цветом при отражении. Скажем, пальто предназначено для контроля красного и синего отражений, линзы кажутся зелеными при отраженном свете и пурпурным при проходящем свете. Поскольку большинство таких стекол имеют многослойное покрытие, случайное наблюдение мало что дает для понимания того, какой цвет смягчается.