Khi tôi nhìn vào một cảm biến CMOS, nó màu xanh lá cây.
Nhưng cảm biến CCD. hình ảnh trên internet cho thấy cảm biến màu hồng.
Vì vậy, những gì xác định chính xác màu sắc của một cảm biến máy ảnh? Đặc biệt là những gì xác định màu sắc của các cảm biến của một máy quay phim 3CCD tuyệt đẹp?
Tôi nhìn vào cảm biến CMOS trong ánh sáng mặt trời. Sẽ có một sự khác biệt nếu tôi nhìn nó trong một căn phòng tối với đèn pin trắng hoàn toàn trong tay?
Câu trả lời:
Màu sắc bạn nhìn thấy khi nhìn vào "cảm biến" thường được xác định bởi màu kết hợp của các mảng bộ lọc màu được đặt trực tiếp trước chip silicon thực tế cũng như sự kết hợp của các bộ lọc khác (Low-pass, IR, UV) được đặt trong "ngăn xếp" trước cảm biến.
Mặc dù chúng tôi gọi chúng là "đỏ", "xanh" và "xanh", màu sắc của hầu hết các mặt nạ của Bayer là:
Các thành phần "màu" của mặt nạ Bayer có thể được nhìn thấy bằng cách nhìn vào các đường cong phản ứng quang phổ cho các cảm biến khác nhau:
"Màu sắc" mỗi loại hình nón trong võng mạc của con người nhạy cảm nhất là tương tự nhau:
Dưới đây là một đại diện cho "màu sắc" con người cảm nhận được cho các bước sóng ánh sáng khác nhau:
Vui lòng so sánh các cực đại của độ nhạy ở trên với "màu" của các bước sóng đó dọc theo phổ nhìn thấy được.
Không có lớp phủ trên hầu hết các cảm biến hình ảnh ba màu tập trung vào cái mà chúng ta gọi là "màu đỏ", tất cả các bản vẽ trên internet của cảm biến CMOS với các mảng bộ lọc của Bayer được mô tả không có nội dung.
Hầu hết các cảm biến CMOS được đặt trong máy ảnh được sử dụng để chụp các loại hình ảnh mà chúng tôi coi là "chụp ảnh" ở đây có một "bộ lọc" bao gồm cả bộ lọc cắt hồng ngoại (IR) và tia cực tím (UV) trước mảng bộ lọc màu của Bayer. Hầu hết cũng bao gồm bộ lọc "khử răng cưa" thông qua thấp. Ngay cả các thiết kế cảm biến được cho là "không có bộ lọc thông thấp" có xu hướng có một tấm kính có cùng chiết suất hoặc hai thành phần của bộ lọc thông thấp được định hướng với nhau để bộ thứ hai hủy bỏ bộ lọc thứ nhất.
Những gì người ta nhìn thấy khi nhìn vào mặt trước của máy ảnh và thấy cảm biến CMOS bị lộ là hiệu ứng kết hợp của ánh sáng phản chiếu tất cả các bộ lọc của chúng và bị chi phối bởi các màu hơi xanh lục của các phần được lọc "xanh" của Mặt nạ của Bayer kết hợp với một nửa số phần được lọc màu xanh tím và vàng cam mà chúng ta gọi là "xanh" và "đỏ". Khi nhìn vào bên trong một máy ảnh thực tế, hầu hết ánh sáng chiếu vào cảm biến và ngăn xếp phía trước nó sẽ từ một phạm vi góc khá hẹp và thường có màu khá đồng đều. (Màu tím trên cạnh của cảm biến Sony có lẽ là do sự phản xạ ánh sáng ở các góc phù hợp với các bộ lọc cắt UV và / hoặc IR.)
Khi có ánh sáng từ một loạt các góc rơi vào một cảm biến như vậy mà không có "ngăn xếp" bộ lọc phía trước nó, cũng sẽ có một hiệu ứng hình lăng trụ hiển thị một dải màu đầy đủ hơn, do hình dạng của bề mặt của các microlenses trên đầu và màu sắc của mặt nạ Bayer được kẹp giữa các microlenses và cảm biến.
Một cảm biến CCD hoặc CMOS chưa được lọc trông rất giống với bất kỳ mạch tích hợp silicon nào khác có cấu trúc lặp lại / đều đặn có kích thước cấu trúc tương tự - xám bán kim loại (từ silicon, thạch anh và nhôm) với một số ánh kim có thể do hiệu ứng nhiễu xạ nhiễu xạ trong các cấu trúc tốt, lặp đi lặp lại. So sánh DRAM trần hoặc chip nhớ flash.
Một cảm biến được lọc điển hình cho video màu hoặc máy ảnh tĩnh sẽ xuất hiện màu xanh lục vì ma trận bộ lọc màu bị sai lệch nhiều về màu xanh lá cây (2 pixel màu xanh lá cây cho mỗi pixel màu đỏ và màu xanh) được sử dụng rất phổ biến, vì xu hướng nhận thức như vậy cũng được biết đến tồn tại trong mắt người (ngay cả ở những người không có mắt xanh :))
Cá nhân tôi đã nhìn thấy các cảm biến của nhiều màu sắc khác nhau trong các máy ảnh khác nhau; màu xanh lá cây, hồng, xanh dương, v.v. Không có kích thước và chi tiết cụ thể khi thi công, thật khó để nói, nhưng tôi tưởng tượng rằng màu sắc trên hầu hết các cảm biến được cho bởi độ dày của lớp phủ trên đầu cảm biến. Độ dày khác nhau sẽ tạo ra màu sắc khác nhau do nhiễu màng mỏng . Tùy thuộc vào độ dày của lớp phủ, các bước sóng ánh sáng khác nhau (tức là màu sắc) giao thoa triệt tiêu với chính chúng trong lớp phủ, và bất kỳ bước sóng nào không phản xạ lại để cho bạn màu bạn nhìn thấy.
Phim ảnh chỉ nhạy cảm với tần số ánh sáng tím và xanh. Hermann Vogel, Giáo sư Kỹ thuật Berlin, đã cố gắng giải quyết vấn đề do sự chia rẽ của Giật ,. Anh ta có một số nhũ tương nhuộm màu vàng để bắt ánh sáng xanh lộ ra từ những phản xạ từ giao diện cơ sở nhũ tương. The It hoạt động nhưng với sự kinh ngạc của anh ấy, bộ phim đã đạt được độ nhạy với ánh sáng xanh (orthochromatic). Sinh viên tốt nghiệp của ông đã phát hiện ra các thuốc nhuộm khác nhạy cảm với nhũ tương với ánh sáng đỏ. Đây là một bước quan trọng, các nhũ tương nhạy cảm với màu đỏ, xanh lá cây và xanh dương, mang lại sự chuyển động đơn sắc chính xác. Những nhũ tương được điều chỉnh này làm cho các bộ phim màu trong tương lai có thể.
Khi senor CCD và CMOS phát triển, cũng cần phải điều chỉnh chúng theo độ nhạy RGB. Bryce Bayer của Eastman Kodak đã phát triển một sơ đồ ma trận subpixel bao phủ các bức ảnh khác nhau bằng các bộ lọc màu phụ gia mạnh mẽ. Chương trình này có khoảng 50% bộ lọc xanh, 25% xanh lam và 25% đỏ. Lược đồ này điều chỉnh độ nhạy tổng thể để có kết quả hình ảnh trung thực hơn.
Do cảm biến hình ảnh rất nhạy cảm với bức xạ hồng ngoại, toàn bộ bề mặt hình ảnh được lọc và tấm kính phẳng này có nhiệm vụ đấu tay đôi và bảo vệ bề mặt mỏng manh khỏi bị mài mòn. Một tấm kính được đánh bóng cao, do đó, giống như các thấu kính được đánh bóng gây ra sự mất ánh sáng do sự phản xạ bề mặt.
Robert Taylor, chuyên gia nhãn khoa ở London, đã phát hiện ra rằng các ống kính lâu năm thu được một lớp bụi bẩn tự nhiên do ô nhiễm không khí. Các ống kính này đã nở rộ, chỉ có 2% trong khi ống kính mới phản xạ đi 8%. Sự nở hoa nhân tạo (lớp phủ) đã được tổ chức vào những năm 1930.
Các ống kính tráng hoặc kính che xuất hiện lưỡng sắc. Nó trông một màu bằng cách truyền và màu đối diện bằng sự phản chiếu. Nói rằng áo là để kiểm soát phản xạ màu đỏ và màu xanh lam, ống kính xuất hiện màu xanh lá cây bởi ánh sáng phản chiếu và màu đỏ tươi bởi ánh sáng truyền qua. Bởi vì hầu hết các loại kính như vậy được tráng nhiều lớp, một quan sát thông thường cho ra manh mối nhỏ về màu sắc nào đang được giảm nhẹ.