ФЭНДОМ


CCD Zeile Belichtung Transport

Рис.1. Схема образования и переноса заряда в ПЗС-сенсоре

Webcam CCD

Фотосенсор, содержащий основной элемент фотоматрицу ПЗС с активной частью работающих фотодиодовпикселей в зоне прямоугольника слабо-красного цвета и фотодиодов по периметру вне поля — не работающих. Корпус датчика имеет выход монтажных проводов с фотоматрицей, отверстия для монтажа и крепления датчика в фотокамерах.

Фотода́тчик или Фотосе́нсор — это светочувствительное квантовое устройство (Датчик или сенсор (от англ. sensor или чвствительный), состоящее из тела прямоугльной формы с фотодиодамипикселами, несущего корпуса с монтажными проводами (см. рис.1), местами крепления и подсоединениями, АЦП для преобразования спроецированного на него (фотодиод) [1] оптического изображения в электрический сигнал.

Вообще, Датчик — это термин систем управления, первичный преобразователь, элемент измерительного, сигнального, регулирующего или управляющего устройства системы, преобразующий контролируемую величину в удобный для использования сигнал. [2]


Общие сведенияПравить

PnJunction-PV-E

Свет возбуждает электронно-дырочные пары в Пн-переходе.

Фотодатчикки (Фотосенсоры) классифицируются в зависимости от фотоматриц:

  • Фотодиоды (пиксели — главные элементы фотоматриц) — приемники видимых лучей оптического изображения, и когда фотон поглощается, он генерирует электронно-дырочные пары. Когда электрон попадает в электрическое поле между слоями, то будут сметены положительно заряженные н-слои, где могут быть выведены во внешнюю цепь (провода). Фотопоток пропорционален яркости, с которой диод горит. Таким образом он определяет и передает информацию, что представляет собой оптическое изображение. Он делает это путем преобразования переменной затухание световых волн (как они проходят или отражаются от предметов) в сигналы, в небольшие всплески тока, которые передают информацию. Волнами могут быть свет или другое электромагнитное излучение. Датчики изображения используются в электронных устройствах обработки изображений, как аналогового, так и цифрового типов, включая цифровые камеры, модульные камеры, медицинскую визуализацию при работе оборудования, оборудовании ночного видения, например, тепловизионные приборы, радар, сонари и другие. Цифровая обработка изображений, как правило, служит для замены аналоговых изображений, получаемых при работе с фотоплёнками.

Фотосенсры различаютсяПравить

В зависимости от слойности расположения фотодиодов фотоматриц.

В зависимости от наличия светофильтров, накрывающих фотодиоды в фотоматрицах.

  • В фотосенсорах Foveon X3-сенсор отсутствуют светофильтры в фотоматрице, где фотодиоды (пиксели) расположены в трёх слоях столбцами по три по типу фотоплёнок.
  • В трёхсойных фотосенсорах 3CCD-сенсор — трёхматричный фотосенсор на базе дихроической призмы, где однослойные одноцветные RGB фотоматрицы.

Фотосенсор ПЗС-сенсор(CCD), КМОП-сенсор(CMOS), Foveon X3-сенсор, 3CCD-сенсорПравить

В настоящее время в основном в цифовой фотографии эксплуатируются:

  • Фотосенсор ПЗС (CCD) [3] — с электронной схемой последовательного считывания сигналов предметных точек оптического изображения, спроецированного на фотодатчик.
  • Фотосенсор КМОП‎ (CMOS)[4][5] — с электронной схемой оцифровки сигналов предметных точек оптического изображения, спроецированного на фотодатчик — на (датчик-сенсор от англ. sensor, откуда Фотосе́нсор).
  • Фотосенсор Foveon X3-сенсор[6] — с электронной схемой обработки сигналов предметных точек оптического изображения, спроецированного на фотодатчик в режимах ПЗС или КМОП‎ . Он отличается от ПЗС и КМОП‎ отсутствием фильтров Байера (RGB) и строением фотодиода. Фотодиод представляет собой трехуровневый полупроводник , воспринимающиий цветовой сигнал изображения предметной точки RGB в режиме работы цветной фотопленки одним пикселем последовательно — синий, зеленый, красный. Принцип работы фотосенсора Foveon X3-сенсор в аналоговом режиме[7] обеспечивает получение оцифрованного изображения близкого к оригиналу.[8][9].
  • 3CCD-сенсор — трёхматричный фотосенсор на базе дихроической призмы [10][11].

Используются в осноаном в современных видео- и телевизионных камерах.

Датчик изображения или Фотосенсор (как единственный термин) в мировых СМИ используется во всех областях деятельности в том числе и цифровой фотографии в качестве применения светочувствительных материалов (фотоматериалов). Матрица (фото) — основной элемент фотодатчика, представляющий матрицу (полупродниковый материал из кремния), состоящий из фотодиодов, накрытых микролинзами и т.д., которая встраивается как основной элемент в фотодачик. Она представляет пластину прямоугольной формы с фотодиодами (чаще квадратной формы) с размерами сторон порядка 9 мкм. При этом по периметру матрицы расположены не работающие фотодиоды, в центре — работающие фотодиоды или пиксели.

Рассмотрение материалов по отдельности (матриц и фотодатчикив) даёт возможность разгрузить объем основных статей и более подробно их освещать.

История создания фотоматриц фотосенсоровПравить

1963 год — год начала истории создания твердотельных фотодатчиков (фотосенсоров) изображения. С. Р. Моррисон из компании Honeywell Co. изобрел светочувствительное устройство на базе полупроводниковых материалов из кремния фотосканер.
В 1970 году инженерами Bell Laboratory был изобретен Charge Coupled Device CCD — прибор с зарядовой связью АЦП (CCD).

С этого времени началось развитие фотодатчиков разного типа на основе ПЗС фотодатчика.

В 1993 году лаборатория NASA реализовала твердотельный датчик изображения на основе КМОП Active-Pixel (Основы КМОП устройства были запатентованы еще в 1960 году и явились основой в применении и содании современных видеокамер).
В 1976 году ученым доктором Брайсом Байером, сотрудником концерна Eastman Kodak, была изобретена одноименная схема,которая сейчас называется Фильтром Байера.

В Байеровской схеме каждый пиксель матрицы накрыт светофильтром одного из цветов RGB составляющих. Данная схема мозаичного светофильтра имеет обозначение например, RGGB (red–green–green—blue, красный–зелёный–зелёный — синий).

В развитии Eastman Kodak с !987 года положила начало массового поизводства фотосенсоров на базе схемы КМОП.
В 1997 году Карвером Мидом Carver Mead) создано совместное предприятие National Semiconductor и Synaptics, в последствии компании Foveon. В основе ее деятельности были технологии полупроводниковых микросхем на базе архитектуры VLSI (или СБИС, или условно — схемы сверхбольшой интеграции). Откуда и появилась новая технология фотодатчика под названием Foveon X3-сенсор. [12][13]
1934 год можно считать условно годом открытия трехматричных фотодатчиков 3CCD-сенсор для видеокамер. Прототипом послужила разработка в 1934 году российским ученым Л.А. Кубецким фотоэлектронных умножители (ФЭУ) или (PMT) - photomultiplier tube) для сканеров. Считывающие элементы сканера — фотоприемники явились прототипом работы современных трехматричных фотодатчиков, при котором луч света сканируeтся в виде трех составляющих RGB c применением АЦП с образованием файла.[14]
1992 год является годом, когда система трех ПЗС-матриц (3CCD) используется в большинстве современных профессиональных видео и телекамер. Это относится и к профессиональным видеокамерам Panasonic. В 1992 годау они были выбраны официальным телевещательним оборудованием для трансляции Олимпийских игр по всему миру.[15]

Цветные Фотосе́нсорыПравить

Фотосенсоры по способу цветопередачи изображений различаются:

  • Фотосенсор — Фильтр Байера, который формирует цветное изображение при помощи ячеек, например, из трех пикселей RGB в каждой, создающих мозаику полупроводниковой кремниевой фотоматрицы, которые расположенны в одной плоскости, и при помощи АЦП‎.
  • Фотосенсор Foveon X3 применяет трёхслойные фотодиоды или пиксели, чувчтвительные к составляющим лучам RGB света.
  • Фотосенсор 3CCD-сенсор использует три фотодатчика ПЗС(CCD) [16], встроенных на дихроической призме, диспергирующей лучи света предметных точек изображения на красный, зеленый, синий с последующей оцифровкой преобразователем АЦП. Он характеризуется применением трёх монохромных фотодатчиков RGB без применения светофильтров и передачей аналогового цветного изображения лучшего качества и применяется в основном в видеокамерах.[17]

Специальные фотодатчики Править

Специальные фотосенсоры применяются:

  • Фотосе́нсоры для отображеия нагретых объектов;
  • Фотосе́нсоры для содания многоспектральных изображений;
  • Фотосе́нсоры для гамма камер;
  • Фотосе́нсоры чувствительные к рентгеновским излучениям;
  • Специальные высокочувствительные Фотосе́нсоры для космических наблюдений;[18]

Виды Фотодатчиков (Фотосе́нсоров)Править

Физические размеры кадра фотокамерПравить

Размер фотодатчика (матрицы) 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 в отличие от указанной для кадра 4:3.

Стандарт кадра 4:3 применяется в любительских цифровых фотоаппаратах, стандарт кадра 3:2 применяется в зеркальных цифровых фотоаппаратах. (Некоторые зеркальные фотокамеры настраиваются на размер 4:3)

Благодаря небольшим линейным размерам фотодатчика объективы таких камер меньше и легче.[25][26]

Типоразмеры Править

Rasmeri fotosensorov

Размеры фотодатчиков (матриц) цифровых фотокамер и 35-мм плёнки

В настоящее время типоразмеры фотодатчиков (матриц) по своей светочувствительности примерно сравнялись. Однако бльшие фотосенсоры зеркальных фотокамер обладают более высокой ISO, разрешаюшей способностью и фотографической широтой.

  • 1/2,5" или 1/2,7" , т.е. 5,27×3,96 мм (соотношение сторон 4:3) используются в большинстве камер с несменной оптикой.
  • 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.

  • 2/3", соотношение сторон 4:3

Фотодатчики 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

Фотодатчики 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 Фотодатчиками такого формата производят фирмы Олимпус и Панасоник.

  • Фотодатчики DX (матрицы), APS-C формата 22.3 x 14.9 мм (CMOS sensor Canon)

имеет соотношение сторон 3:2, но кадр можно настроить с соотношением сторон 4:3.

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

Подавляющее большинство любительских, полупрофессиональных и даже профессиональных камер используют фотодатчики (матрицы) такого размера в силу того, что они относительно дёшевы в производстве и при этом размер пиксела остаётся довольно большим даже при разрешении более 12 мегапикселей..

  • APS-H формат, 27×18 мм, соотношение сторон 3:2
  • Полнокадровый Фотодатчик (матрица) формата 36×24 мм с соотношением сторон 3:2 или полнокадровый Фотосенсор (36×24 мм) соответствует классическому 35 мм кадру (3:2). На рынке представлено уже много моделей фотоаппаратов с фотосенсором такого размера (фирмами: Canon, Nikon, Kodak, Sigma, Sony). Такие Фотосенсоры дороги и сложны в производстве.
  • Среднеформатный Фотодатчик (матрица) 60×45 мм имеет соотношение сторон 3:2.

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

Законы геометрической оптики определяют зависимость ГРИП от физического размера матрицы. Тесты после съёмок тремя фотоаппаратами с разным физическим размерами фотосенсоров с одинаковым количеством пикселей одного и того же объекта под одним и тем же углом зрения, одним и тем же значением диафрагмы настроенных объективов и обработанных с оной технологией показали: ГРИП на снимке, сделанном фотоаппаратом с наибольшей матрицей, будет наибольшей (больше предметов в кадре будет показано резко), а фотоаппарат с наименьшей матрицей покажет наименьшую ГРИП (предметы не в зоне резкости будут сильнее размыты).

Стабилизация изображения Править

В некоторых фотоаппаратах, например Pentax K10D, K100D, Sony A100, A200, A700, проблему съёмки с рук при недостаточном освещении инженеры решили при помощи смещения фотосенсора в соответствии с показаниями встроенного гироскопов или акселерометров. Таким образом, стабилизация изображения в фотоаппаратах работает со всеми объективами, независимо от встроенной стабилизации изображения у них.[27][28]

См. также Править

ПримечанияПравить

  1. https://translate.yandex.by/web?url=https://sv.wikipedia.org/wiki/Fotodiod
  2. http://bse.sci-lib.com/article019769.html
  3. http://www.sc.eso.org/~ohainaut/ccd/CCD_proc.html
  4. http://tech-www.informatik.uni-hamburg.de/applets/cmos/cmosdemo.html
  5. http://www.dpreview.com/learn/?/Glossary/Camera_System/sensors_01.htm
  6. http://www.foveon.com/article.php?a=67
  7. http://www.ddisoftware.com/sd14-5d/
  8. http://www.dalsa.com/shared/content/Photonics_Spectra_CCDvsCMOS_Litwiller.pdf
  9. http://en.wikipedia.org/wiki/Foveon_X3_sensor
  10. http://www.alt-vision.com/color_prisms_tech_data.htm
  11. http://www.usa.canon.com/consumer/controller?act=ModelInfoAct&tabact=ModelFeaturesTabAct&fcategoryid=165&modelid=7512&pageno=2
  12. http://www.ferra.ru/online/digiphoto/71885/
  13. http://citforum.univ.kiev.ua/hardware/articles/solid_sensor/
  14. http://ru.infocom.uz/more.php?id=A122_0_1_0_M
  15. http://www.panasonic-spb.ru/news_view.php?id_news=1873
  16. http://www.alt-vision.com/color_prisms_tech_data.htm
  17. http://en.wikipedia.org/wiki/Image_sensor
  18. http://en.wikipedia.org/wiki/Image_sensor
  19. http://en.wikipedia.org/wiki/Image_sensor
  20. http://en.wikipedia.org/wiki/Charge-coupled_device
  21. http://en.wikipedia.org/wiki/Image_sensor
  22. http://en.wikipedia.org/wiki/Foveon_X3_sensor
  23. http://www.usa.canon.com/consumer/controller?act=ModelInfoAct&tabact=ModelFeaturesTabAct&fcategoryid=165&modelid=7512&pageno=2
  24. http://www.alt-vision.com/color_prisms_tech_data.htm
  25. http://www.ixbt.com/digimage/faq1.shtml
  26. http://www.openproj.ru/109/1688/
  27. http://www.ixbt.com/digimage/faq1.shtml
  28. http://itc.ua/node/25523

Ссылки Править

ВикискладПравить

  • [8], (Cм. Фотодатчик)

Новая статья Править

Комментарии к: Править


Внутренний поиск файла изображения по памяти Править

Внутренний поиск Править

Внешний поиск по URL Править

Можно также создавать ссылки, которые используют возможности данного расширения, но без самого поля на странице.

Например, http://ru.community.wikia.com/index.php?title=Тестовая_страница&preload=Справка:Inputbox&action=edit откроет новую страницу «Тестовая страница» и загрузит в неё содержимое страницы Справка:Inputbox.

Можно открывать страницы с настраиваемым сообщением вверху страницы. Например: http://ru.community.wikia.com/index.php?title=Тестовая_страница&editintro=Шаблон:Политика&action=edit загрузит пустую страницу с шаблоном Шаблон:Политика сверху окна редактирования.

Можно сочетать эти два параметра и открыть новую страницу с сообщением Шаблон:Политика вверху и содержимым Справка:Inputbox в загруженном окне: http://ru.community.wikia.com/index.php?title=Тестовая_страница&preload=Справка:Inputbox&action=edit&editintro=Шаблон:Политика



  1. Википедия Фотодатчик адрес
  2. Викисловарьадрес
  3. Викицитатникадрес
  4. Викиучебникадрес
  5. Викитекаадрес
  6. Викиновостиадрес
  7. Викиверситетадрес
  8. Викигидадрес

Выделить Фотодатчик и найти в:

  1. Вокруг света адрес
  2. Академик адрес
  3. Астронет адрес
  4. Элементы адрес
  5. Научная Россия адрес
  6. Кругосвет адрес
  7. Научная Сеть
  8. Традицияадрес
  9. Циклопедияадрес
  10. Викизнаниеадрес
  1. Google
  2. Bing
  3. Yahoo
  4. Яндекс
  5. Mail.ru
  6. Рамблер
  7. Нигма.РФ
  8. Спутник
  9. Google Scholar
  10. Апорт
  11. Онлайн-переводчик
  12. Архив Интернета
  13. Научно-популярные фильмы на Яндексе
  14. Документальные фильмы
  1. Список ru-вики
  2. Вики-сайты на русском языке
  3. Список крупных русскоязычных википроектов
  4. Каталог wiki-сайтов
  5. Русскоязычные wiki-проекты
  6. Викизнание:Каталог wiki-сайтов
  7. Научно-популярные сайты в Интернете
  8. Лучшие научные сайты на нашем портале
  9. Лучшие научно-популярные сайты
  10. Каталог научно-познавательных сайтов
  11. НАУКА В РУНЕТЕ: каталог научных и научно-популярных сайтов

  • Страница 0 - краткая статья
  • Страница 1 - энциклопедическая статья
  • Разное - на страницах: 2 , 3 , 4 , 5
  • Прошу вносить вашу информацию в «Фотодатчик 1», чтобы сохранить ее

Комментарии читателей:Править

Обнаружено использование расширения AdBlock.


Викия — это свободный ресурс, который существует и развивается за счёт рекламы. Для блокирующих рекламу пользователей мы предоставляем модифицированную версию сайта.

Викия не будет доступна для последующих модификаций. Если вы желаете продолжать работать со страницей, то, пожалуйста, отключите расширение для блокировки рекламы.