Quando guardo un sensore CMOS è verde.
Ma sensore CCD. le foto su Internet mostrano sensori rosa.
Quindi cosa definisce esattamente il colore di un sensore della fotocamera? Soprattutto cosa definisce i colori dei sensori di una splendida videocamera 3CCD?
Ho guardato il sensore CMOS alla luce del sole. Ci sarebbe differenza se la guardassi in una stanza buia con una torcia perfettamente bianca in mano?
Risposte:
Il colore che vedi quando guardi un "sensore" è di solito determinato dai colori combinati degli array di filtri colorati che sono posizionati direttamente davanti al chip di silicone reale, nonché dalla combinazione di altri filtri (passa-basso, IR, UV) collocato nella "pila" di fronte al sensore.
Sebbene li chiamiamo "rosso", "verde" e "blu", i colori della maggior parte delle maschere Bayer sono:
I componenti "colorati" della maschera Bayer possono essere visti osservando le curve di risposta spettrale per vari sensori:
I "colori" a cui ogni tipo di cono nella retina umana sono più sensibili sono simili:
Ecco una rappresentazione dei "colori" che gli umani percepiscono per varie lunghezze d'onda della luce:
Si prega di confrontare i picchi delle sensibilità sopra con i "colori" di quelle lunghezze d'onda lungo lo spettro visibile.
Non ci sono rivestimenti sulla maggior parte dei sensori di imaging a tre colori incentrati su ciò che chiamiamo "rosso", nonostante tutti i disegni su Internet dei sensori CMOS con array di filtri Bayer.
La maggior parte dei sensori CMOS posizionati nelle fotocamere utilizzate per acquisire i tipi di immagini che consideriamo "fotografia" qui hanno una "pila" di filtri che include sia i filtri tagliati a infrarossi (IR) che quelli ultravioletti (UV) di fronte all'array di filtri colorati Bayer. La maggior parte include anche un filtro "anti-aliasing" passa basso. Persino i progetti di sensori che si dice non abbiano "filtro passa basso" tendono ad avere un vetro di copertura con lo stesso indice di rifrazione o i due componenti di un filtro passa basso orientati l'uno verso l'altro in modo che il secondo annulli il primo.
Ciò che si vede quando si guarda nella parte anteriore di una fotocamera e si vede un sensore CMOS esposto è l'effetto combinato della luce che si riflette su tutti questi filtri, ed è dominato dalla tinta leggermente bluastra-verde delle porzioni filtrate "verdi" della Maschera di Bayer combinata con metà delle porzioni filtrate blu-viola e giallo-arancio che chiamiamo "blu" e "rosso". Se visto seduto all'interno di una vera fotocamera, la maggior parte della luce che colpisce il sensore e la pila di fronte a esso proviene da una gamma abbastanza ristretta di angoli e di solito è di colore abbastanza uniforme. (La tinta viola sul bordo del sensore Sony è probabilmente dovuta ai riflessi della luce ad angolo retto rispetto ai filtri di taglio UV e / o IR.)
Quando c'è luce da una vasta gamma di angoli che cadono su un tale sensore senza il filtro "impilare" di fronte ad esso, ci sarà anche un effetto prismatico che mostrerà una gamma più ampia di colori, a causa delle forme della superficie dei microlenti in alto e i colori della maschera Bayer inserita tra i microlenti e il sensore.
Un sensore CCD o CMOS non filtrato sembra molto simile a qualsiasi altro circuito integrato in silicio che ha una struttura molto regolare / ripetuta di dimensioni della struttura simili - grigio semi-metallico (da silicio, quarzo e alluminio) con qualche iridescenza probabilmente derivante da effetti di diffrazione della griglia in le belle strutture che si ripetono. Confronta una DRAM nuda o un chip di memoria flash.
Un sensore filtrato tipico per un video a colori o una fotocamera apparirà verdastro perché le matrici del filtro colore che sono fortemente distorte dal verde (2 pixel verdi per ogni pixel rosso e blu) sono molto comunemente utilizzate, poiché è noto che tale distorsione di percezione esiste nell'occhio umano (anche negli individui senza occhi verdi :))
Ho visto personalmente sensori di vari colori in diverse telecamere; verde, rosa, blu, ecc. Senza le dimensioni e i dettagli specifici sulla costruzione, è difficile da dire, ma immagino che il colore sulla maggior parte dei sensori sia dato dallo spessore dei rivestimenti sulla parte superiore del sensore. Spessori diversi producono colori diversi a causa di interferenze a film sottile . A seconda dello spessore dei rivestimenti, diverse lunghezze d'onda della luce (cioè colori) interferiscono distruttivamente con se stesse nel rivestimento e qualsiasi lunghezza d'onda non si riflette per darti il colore che vedi.
Le pellicole fotografiche sono naturalmente sensibili solo alle frequenze della luce viola e blu. Hermann Vogel, il professor Berlin Technical, tentando così di risolvere il problema a causa di "halation" ,. Aveva alcune emulsioni tinte di giallo per arrestare la luce blu che esponeva dai riflessi dall'interfaccia di base dell'emulsione. Ha funzionato ma con sua grande sorpresa, il film ha acquisito sensibilità alla luce verde (ortocromatica). I suoi studenti laureati hanno scoperto che altri coloranti sensibilizzano le emulsioni alla luce rossa. Questo è stato un passo importante, le emulsioni sensibili al rosso, al verde e al blu hanno prodotto un corretto andamento monocromatico. Queste emulsioni ottimizzate hanno reso possibili i futuri film a colori.
Poiché il senor CCD e CMOS si è evoluto, è stato anche necessario modificarli per quanto riguarda la sensibilità RGB. Bryce Bayer di Eastman Kodak ha sviluppato uno schema a matrice subpixel che ricopre i vari fotositi con potenti filtri colorati additivi. Lo schema prevede circa il 50% di filtri verdi, il 25% di blu e il 25% di rossi. Questo schema ottimizza la sensibilità generale in modo da ottenere un'immagine più fedele.
Poiché il sensore di immagine è altamente sensibile alle radiazioni infrarosse, l'intera superficie di imaging viene filtrata e questo vetro di copertura piatto svolge un ruolo di duello e protegge la fragile superficie dall'abrasione. Un vetro di copertura è altamente lucido, quindi, come le lenti lucidate, provoca una perdita di luce dovuta alla riflessione della superficie.
Robert Taylor, ottico di Londra, ha scoperto che le lenti invecchiate hanno acquisito un rivestimento naturale di sporcizia dall'inquinamento atmosferico. Queste lenti “fiorite” si sono riflesse solo del 2% mentre una nuova lente ha riflesso dell'8%. La fioritura artificiale (rivestimento) prese piede negli anni '30.
La lente rivestita o il vetro di copertura sembrano dicroici. Sembra un colore per trasmissione e il colore opposto per riflessione. Supponiamo che il mantello controlli i riflessi rosso e blu, l'obiettivo appare verde con luce riflessa e magenta con luce trasmessa. Poiché la maggior parte di tali vetri è multistrato, un'osservazione casuale fornisce pochi indizi su quale colore venga mitigato.