03.com.ua- свободная медицинская энциклопедия. Каждый зарегистрированый участник может редактировать статьи

Фотосенсор

Материал из 03.com.ua.
Версия от 19:36, 28 октября 2007; Root (обсуждение | вклад) (1 версий)
Перейти к навигации Перейти к поиску

Шаблон:Портал

Файл:CCD Zeile Belichtung Transport.gif
Схема образования и переноса заряда в ПЗС-сенсоре
Файл:Digital photo matrix on 35mm negative.jpg
Фотосенсор цифрового фотоаппарата, встраиваемого в сотовые телефоны.
Фотосенсор лежит на 35 мм плёнке для сравнения размеров.
Видна также микросхема, обеспечивающая функционирование фотосенсора.
Файл:Canon EOS 40d.jpg
Canon EOS 40D с сенсором CMOS

Фотосе́нсор или фотода́тчик — это светочувствиельное квантовое устройство, состоящее из матрицы (фото) и электронной схемы считывания или оцифровки, где индивидуальный фотон производит дискретный (отдельный) эффект или (Аналоговая интегральная микросхема) Цифровых фотоаппаратов, Цифровых видеокамер, который функционирует как Фотосенсор с упакованными фотодиодами пикселами на основе кремния с электронной схемой считывания или оцифровки для создания изображения.

  • Предназначен для преобразования спроецированного на него оптического изображения в электрический сигнал и его сканирования.
  • Аналоговая интегральная микросхема или Фотосенсор, с электронной схемой считывания аналогового потенциала предназнвчена для CCD, а для оцифровки аналогового потенциала - дпя CMOS. Для фотосенсора Foveon X3 и др. электронная схема формирования электрического сигнала и его считывания или оцифровки имеет свою специфику,т.к. фотодетекторы не накрыты светофильтрами RGB.
  • Является основным элементом цифровых фотоаппаратов, современных видео- и телевизионных камер, фотокамер встроенных в мобильный телефон.

Фотосенсоры также применяются в оптических детекторах перемещения компьютерных мышей.

Виды Фотосенсоров

Физический размер

Размер фотосенсора (фотодатчика) измеряется по диагонали, в долях дюйма (4/3", 2/3", 1/1,8", 1/2,2") для кадра 4:3. В кадре 3:2 реальная диагональ равна примерно 2/3 от указанной для кадра 4:3.

Стандарт кадра 4:3 применяется в любительских цифровых фотоаппаратах, стандарт кадра 3:2 применяется в зеркальных цифровых фотоаппаратах.

Благодаря небольшим линейным размерам фотодатчика объективы таких камер меньше и легче.

Типоразмеры

  • 1/1,8", соотношение сторон 4:3

Фотосенсоры размера 1/1,8", то есть 5,32×7,18 мм используются в большинстве компактных камер с несменной оптикой. Имеют малую чувствительность и динамический диапазон.

  • 2/3", соотношение сторон 4:3

Фотосенсоры размера 2/3", то есть 6,6×8,8 мм иногда используются в дорогих компактных камерах с несменной оптикой.

  • 4/3", соотношение сторон 4:3

Фотосенсоры размера 4/3", то есть 13,5×18 мм

Стандарт 4/3 разработан компаниями Olympus, Кодак и несколькими другими. Преследовались цели снижения стоимости производства, веса камер и объективов. Сейчас (2007) камеры с Фотодвтчиками такого формата производят фирмы Олимпус и Панасоник.

  • DX, APS-C формат, около 18×24 мм, соотношение сторон 3:2

Фотосенсоры таких размеров наиболее часто встречаются в цифровых зеркальных фотоаппаратах. Они соответствуют «полукадру» 35 мм кадра.

Подавляющее большинство любительских, полупрофессиональных и даже профессиональных камер используют фотодвтчики такого размера в силу того, что они относительно дёшевы в производстве и при этом размер пиксела остаётся довольно большим даже при 10 Мп разрешении.

  • APS-H формат, 27×18 мм, соотношение сторон 3:2

Фотосенсор с линейными размерами в 1,3 раза меньшими, чем у 35 мм кадра (3×2). Чуть менее дороги, чем полнокадровые.

  • Полнокадровый Фотодатчик формата 36×24 мм, соотношение сторон 3:2

Полнокадровый Фотосенсор, по размерам (36×24 мм) соответствующая классическому 35 мм кадру (3:2). На рынке представлено всего несколько моделей фотоаппаратов с фотосенсором такого размера (фирмой Canon, Nikon, Kodak). Такие Фотосенсоры дороги и сложны в производстве.

  • Среднеформатный Фотосенсор формата 60×45 мм, соотношение сторон 3:2

Фотосенсоры таких размеров «сшиваются» из матриц меньшего размера, что сказывается на их стоимости. Применяются в дорогих камерах.

Эффективное фокусное расстояние объектива и кроп-фактор фотодатчика

Размеры Медиа:фотодатчика большинства цифровых фотоаппаратов меньше стандартного кадра 35-мм фотоплёнки — 36х24 мм. Диагональ фотодатчика указывается в паспорте фотоаппарата.

Объективы плёночных камер используются в цифровой фотографии.

При установке объективов с аналоговых фотоаппаратов на цифровые фотоаппараты объектив дает тот же кадр 24×36 мм, но фотодатчик меньше и часть кадра не попадает на фотодатчик— кадр подрезается. Угол изображения, спроектированного на фотодатчик, меньше угла обзор объектива. Фокусное расстояние объектива, естественно, не изменилось, но оно не соответствует размеру изображения, поэтому его называют эквивалентным фокусным расстоянием объектива, Fк. Количественно (Шаблон:Lang-en — свойство подрезания) кадра — кроп-фактор, CF, равен отношению диагонали 35 мм кадра, Dк, к диагонали фотодатчика, Dм. CF= Dк\Dм=Fм\Fк, где Fм — фокусное расстояние гипотетического объектива, который имеет кадр равный размеру матрицы.

Пример. Объектив с фокусным расстоянием Fк=50 мм поставим в цифровой фотоаппарат, кроп-фактор которого CF= Dк\Dм =1,6. Часть изображения подрежется и угол на кадр станет меньше, как у объектива с фокусным расстоянием Fм=Fк*CF=80 мм.

Следует отметить, что уменьшение угла зрения не устраняет особенностей отображения перспективы, свойственных адаптированным объективам так как фокусное расстояние, диафрагмирование объектива, глубина резкости изображаемого пространства- ГРИП, не меняются. Короткофокусный объектив только имитирует работу более длиннофокусного.

При использовании оптики с кроп-фактором и учитывая известные погрешности на полностью открытой диафрагме анастигмата как хроматические абберации и другие, имеет место отрезанание этой части изображения. Откуда при равных характеристиках оптики объективы с кроп-фоктором дают более равномерное распределение спроектированных точек на всей фокальной плоскости с равными кружками нерезкости.

Если вы используете качественный объектив от плёночного фотоаппарата в цифровом фотоаппарате, то необходимо помнить, что разрешающая способность объектива должна быть всегда больше 250lpm (линий на миллиметр).

Для малогабаритных фотодатчиков уже выпущено достаточно разных объективов.

Производители предпочитают трактовать уменьшение угла зрения объектива как увеличение фокусного расстояния, отсюда термин ЭФР («эффективное фокусное расстояние») — то есть фокусное расстояние объектива, дающего на 35 мм кадре тот же угол зрения, что и объектив, установленный в цифровой фотоаппарат с меньшим размером матрицы. Так, вариообъектив с реальными фокусными расстояниями 6-72 мм, предназначенный для работы с фотодатчиком, линейные размеры которой в 6 раз меньше 35 мм кадра, имеет ЭФР 36-436 мм.

Стабилизация изображения

Шаблон:Main В некоторых фотоаппаратах, например Pentax K10D, K100D, Sony A100, проблему съёмки с рук при недостаточном освещении инженеры решили при помощи смещения фотодатчика в соответствии с показаниями встроенного гиросенсора. Таким образом, стабилизация изображения в фотоаппаратах работает со всеми объективами, независимо от встроенной стабилизации изображения у них.

См. также

Ссылки

Шаблон:Stub Шаблон:Sprotected

Получено с http://03.com.ua/index.php?title=Фотосенсор&oldid=22949