Hogyan működik a digitális fényképezőgép érzékelője | Mindent részletesen
A digitális fényképezőgépek mindenhol körülvesznek bennünket, és ezeket számos területen használják. Nemcsak okostelefonjainkban találhat digitális fényképezőgépeket, hanem megfigyelőalkalmazásokban, forgalomfigyelésben, modern gyártósorokban és sok más iparágban is.
A digitális fényképezőgép az objektív képinformációinak konvertálásával rögzíti a képet, és ami az átalakítási folyamatot lehetővé teszi, az a képérzékelő. A digitális fényképezőgép szívének is tekintik, mivel a fényképezőgép nem működik nélküle. Tehát, hogyan működik a digitális fényképezőgép érzékelője ?
Mi az a kameraérzékelő?
A kamera érzékelője minden kamera alapeleme, és az érzékelő lehetővé teszi a kép rögzítését. A kép kialakításához fényre van szükség. Fények jönnek a tárgyból, és eltalálják a kamera érzékelőjét.
Az érzékelő rögzíti a fényt, és a fényt digitális formává alakítja. Ezt a digitális formát digitális képnek neveztük.
Az érzékelő egy félvezető eszköz, és néhány apró alkatrészből áll. Ezek a
Színszűrő tömb
A kamera érzékelője csak a fényt képes rögzíteni, a színt nem. A színszűrő tömb lehetővé teszi az érzékelő számára a színek megtekintését. A különböző kameraérzékelő gyártók különböző típusú tömböket használnak; a leggyakoribb tömb a Bayer GRGB.
Minden pixelre ráhelyezik a színek észlelésére, és minden pixel csak egy színt képes érzékelni. Tehát ez a színszűrő tömb hiányos színmintákat állít elő. Ezután a demoszaicin eljárással a kamera teljes színekkel rekonstruálja a képet.
Aluláteresztő szűrő
Ha nagyfrekvenciás fény halad át az érzékelőn, a kép egyes részei elmosódottá válhatnak. Egy aluláteresztő szűrőt használnak a beeső fény frekvenciájának elnyomására, így a kép biztonságossá válik az aliasing ellen.
Az alias ismétlődő részleteket okozhat a képen, ami elmosódást eredményezhet. De a fényfrekvencia korlátozása csökkenti a képek részleteit. A gyártók élesítik a fényképeket, hogy azok részletesnek tűnjenek.
Infravörös szűrő
Az infravörös fény színfoltokat okozhat a képen, és a képérzékelő nagyon érzékeny az infravörös fényre. Az objektív és az aluláteresztő szűrő között egy tükör található, amely megakadályozza, hogy az infravörös fény elérje az érzékelőt. Ez a tükör az infravörös szűrő.
Áramkör
Bár minden érzékelő ugyanazt a munkát végzi, ezek felépítésükben különböznek. A két legelterjedtebb érzékelőtípus a CCD és a CMOS kameraérzékelő. A CCD-típusú érzékelők minden üregből vagy fényképezési helyről összegyűjtik a töltést, és fényárnyékolt képpontok függőleges sora segítségével továbbítják a töltést az érzékelőről.
A CMOS típusú érzékelők minden pixelnél jelerősítővel rendelkeznek. Összegyűjti a töltést az üregből, majd a töltést feszültséggé alakítja és felerősíti a pixeleken. Ez az érzékelő feszültséget állít elő, nem tölt, mint egy CCD-érzékelő.
De mivel minden pixelnél felerősíti a töltést, így zaj lehet a képen, a COMS érzékelő nagy része extra zajcsökkentő áramkört tartalmaz.
Képpontok
A Pixel egy érzékeny fotodetektor segítségével méri a ráeső fény mennyiségét. Ezek a fények vagy fotonok elektronokat szabadítanak fel a szilikonból, és töltést képeznek a fényképezés helyén.
Mikrolencsék
A mikrolencsék az érzékelő nagyon fontos részét képezik. Növeli az érzékelő érzékenységét azáltal, hogy a fényt a pixelekbe juttatja. Az érzékelő áramkörei minden pixel egy részét elfoglalják, így a mikrolencsék bevezetik a fényt, és az áramkörök nem befolyásolják a fényt.
Mindezek az összetevők együttesen alakítják át a fényinformációt digitális képpé.
Hogyan működik a digitális fényképezőgép érzékelője?
Egy digitális fényképezőgépnek még egy egész ezredmásodperc sem kell egy kép elkészítéséhez, de ezen a rövid időn belül számos feladatot elvégez. A kamera érzékelője maga végzi az elsődleges műveleteket.
Ez azt jelenti, hogy rögzíti a beeső fényt, és digitális formává alakítja. Ez az, de ennek folyamata nem túl egyszerű.
Ha megnyomja a fényképezőgép exponáló gombját, az érzékelő üregei fény éri. Egy érzékelőben több millió pixel van, és a szenzor pixelszáma megegyezik az üregekkel, és ezeket az üregeket fotóhelyeknek nevezzük.
A fotóhelyek fényérzékenyek, és az érzékelőnek ez a része rögzíti a fényt. Ha a fényképezőgép exponáló gombját lenyomja, ezek a fotóhelyek fénynek vannak kitéve, és az expozíció végén bezáródnak.
E rövid expozíciós idő között fény éri a fotóhelyeket, és a fotóhelyek egy kis elektromos töltést vagy jelet bocsátanak ki.
Minél hosszabb az expozíciós idő, annál nagyobb mennyiségű fény éri a fotóhelyeket. Ugyanez vonatkozik az erősebb fényre is, ami azt jelenti, hogy az erős fényviszonyok lehetővé teszik, hogy több foton érje el a fényképezési helyeket.
Minél több foton éri a fényképezési helyeket, annál több elektromos jel keletkezik, és annál élesebb lesz a kép.
Tehát minden képpontos fotóoldal más-más mennyiségű elektromos jelet állít elő. A kamera méri ezeket a jeleket, és a mért eredményt egy analóg-digitális konverter segítségével tovább alakítja digitális értékké. Az eredményül kapott értéket képnek nevezzük.
Mivel a fotóoldalak nem látják a színeket, így az elektromos jel átalakítható, megjegyezve, de szürke skálán. Tehát a képérzékelő egy sor színszűrőt használ a szín érzékelésére. A tömb színszűrőjének leggyakoribb típusa a Bayer szűrőtömb.
Minden fotóoldal tetején található ez a Bayer-szűrő. A pixel egynegyede a vörös színt, egy másik negyede a kék színt, a pixel fele pedig a zöld színt méri. Minden képpont csak egy színt képes rögzíteni.
A kék szűrő a kéket, a piros a pirosat, a zöld pedig a zöld színt rögzíti. Az a fény, amely nem egyezik a szűrő színével, visszaverődik. Ez azt jelenti, hogy elveszítjük az egyes színek rögzítéséhez szükséges illetlen fény kétharmadát, így a kép fényereje háromszor nagyobb, mint a színfelbontás.
Minden fotóoldal rögzít egy fényszínt, majd a kamera kitalálja az adott fényben előre beállított másik két színt. Összességében a kamera most interpolálja az összes szomszédos pixel színjelét, és minden képponthoz kiszámítja a teljes színértéket.
Az összes képpontból származó színinformáció összefűződik, és így digitális kép keletkezik.
Tovább:Hogyan olvassunk be egy kameralencsét
Gyakran Ismételt Kérdések (GYIK)
Hogyan látja a kamera érzékelője a fényt?
A digitális fényképezőgép érzékelőjében több millió fotóhely található, amelyek fényérzékenyek. A fényképezőgép exponáló gombjának lenyomásakor ezek a fotóhelyek fénynek vannak kitéve, és rögzítik az őket érő fényt (fotont).
Hogyan készít képet az érzékelő?
Amikor fény éri az érzékelő üregeit, elektromos jelet hoz létre. A kamera érzékelője méri az információt, és átalakítja azokat digitális formába. Ezután összefűzte ezeket a digitális adatokat, és ez egy képet eredményez.
Végső szavak
A kép rögzítése nem nagy dolog. De a kamera érzékelőjében végbemenő folyamat egyáltalán nem egyszerű. Remélhetőleg ez az útmutató jó ötletet ad arról, hogyan működik a digitális fényképezőgép érzékelője .