Dijital görüntüleme sensörlerinin boyutunu ne sınırlar?

Burada sensör boyutları hakkında bazı bilgileri okudum

http://en.wikipedia.org/wiki/Image_sensor_format

buna göre, 35mm ff-CMOS, dijital kameralarda kullanılan en büyük boyutlara sahip sensördür. Boyutundan kaynaklanan daha küçük sensörlere birçok avantajı vardır.

Bu avantajları zorlamak için neden daha büyük sensörler yok? 1,5 FF örneğin?

Çok büyük bazı CCD'ler yapabilirsiniz. ABD Deniz Gözlemevi için yapılmış 4 "× 4" ve 10.560 piksel × 10.560 piksel olan bir CCD'den daha eski bir basın açıklaması . Bu bir sensörde 111 megapiksel. Bu biraz küçük değil.

^{(Yukarıdan basın açıklaması)}

Sensörün sahip olduğu ilk kısıtlama, tek bir silikon gofret olması gerektiğidir ve bu sabit bir fiyattır. Sen edebilirsiniz gibi üç kenar CCD ile tasarlanmıştır CCD oluşturmak (veri out okuyabileceğiniz kalan kenarı):

^{( Http://loel.ucolick.org/manual/deimos_ccd/science/overview/EL3160.html adresinden )}

Bunlar genellikle sadece daha küçük bir fiyat artışı ile daha geniş bir görüntüleme alanı elde etmek için teleskoplarda kullanılır. Her CCD'nin diğerlerinden ayrı olarak kalibre edilmesi gerektiği sorunun olduğunu unutmayın (hiçbir iki görüntü sensörünün tam olarak aynı yanıtı yoktur) - bu bilimsel kullanımlar için önemli bir endişedir ( bu tür bir CCD dizisi için kalibrasyon bilgileri ).

Mozaik CCD oldukça önemli ölçüde büyütülebilir. PanSTARRS, 600 × 600 piksel CCD'lerden oluşan devasa bir diziden oluşan 1.4 gigapiksel sensör dizisine sahiptir:

Yukarıda 8 × 8 CCD dizisi var - her biri oldukça küçük. Bu daha sonra bu segmentlerin 8 × 8'lik daha geniş bir dizisinin bir parçasıdır ve toplam 64 × 64 sensör dizisi verir. Bu, maliyet tasarrufu, hız (dört bin 600 × 600 piksel CCD'yi aynı anda okumak daha büyük bir CCD okumaktan daha hızlı), doymuş piksellerin izolasyonu ve kusur durumunda daha kolay bir değiştirme nedeniyle yapıldı.

LSST 3.2 gigapixels hedefine ulaşması için daha geleneksel üç kenar CCD kullanır. Her segmentte 8 × 2 dizi 500 × 200 piksel sensör var. PanSTARR'lar için belirtilen tüm faktörler de buradadır. 3,2 milyar pikseli (aslında oldukça hızlı) okumak 2 saniye sürecektir. Daha az, daha büyük CCD'lere gitmek, daha yavaş değil, daha yavaş olduğu anlamına gelir.

Bu nedenle, agregada birden fazla sensör kullanmak mümkün olsa da, bunlar büyük bir tek sensörden ziyade oldukça küçük bireysel sensörlerden oluşur (USNO'nun 4 × 4 "sensörüyle yapıldığı gibi). Bazı durumlarda, CCD'ler çok daha küçüktür nokta ve ateş kameralarında kullanılanlardan bile.

4 × 4 "sensörün ilk görüntüsüne tekrar bakın ve oradaki normal sensörlerin boyutunu göz önünde bulundurun:

Burada dikkate alınması gereken bazı ek bilgiler vardır. Bir gofret (sadece daha fazla sığamaz) ve atık koymak maksimum verim vardır. Bu 4 "× 4" sensörü yapmak için son dereceyüksek kaliteli silikon gofret. Düzenli bir tam kare üzerinde, gofrete kaç sensör koyarsanız koyun kristaldeki kusurlar vardır. 8 "silikon gofret ile (üstteki ile aynı boyutta - çapın yarısının 'kenarda olduğunu fark edin), gofret boyunca dağılmış kusurlar vardır. Gofret üzerindeki daha az sensör ve daha yüksek olasılık sensörde kullanılamaz hale gelen bir kusur olacaktır (tam çerçeve sensörlü gofret üzerindeki% 36 atık, 13.2mm × 8.8mm sensördeki% 12.6 atık) Bu, genellikle, çipin yoğunluğunu büyütmek yerine yoğunluğu (ve yoğunluk araştırmasının CPU'ları daha hızlı hale getirme gibi başka uygulamaları da vardır).

60mm × 60mm çerçeve için tasarlanmış bir sensörle, gofrete yalnızca yaklaşık 8 sensör takabilirsiniz ve atık artar. Ölçek ekonomisini orada çalışırken görebilirsiniz.

Tam kare gofretten çıkan 15 veya 16 çalışma sensörünün, 213 veya daha küçük sensörlerle aynı maliyete sahip olduğunu ve fiyatlandırıldığını düşünün. Aşağıdaki görüntü, çeşitli boyutlardaki kalıplar için gofret üzerinde aynı yerlerde bulunan kusurlarla ilgili sorunu göstermektedir.

^{( Http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Wafer_die%27s_yield_model_(10-20-40mm)_-_Version_2_-_EN.png )}

Eğer 'tek seferde bir görüntüden' uzaklaşmak istiyorsanız, görüntü boyunca hareket eden tek bir dizi sensör (her renk için üç - bir) alabilirsiniz. Bunlar genellikle büyük formatlı kameralar için arka tarama olarak bulunur . Sorun, sensörün boyutundan ziyade ekipmanın hassasiyeti (bellek, veri depolama, hızlı G / Ç önemli hale geliyor). Bunu Seitz 6x17 dijital gibi entegre bir üniteye sahip bazı kameralar var .

Daha fazla okuma:

• Dijital Fotoğraf Sensörlerinin Ekonomisi

Fotoğraf için ticari olarak temin edilebilen en büyük CMOS sensörleri "orta format" tır ve yaklaşık 44mm x 33mm ölçülerindedir. CCD'ler 54mm x 40mm'ye kadar biraz daha büyük boyutlarda bulunur. Bilimsel uygulamalar için daha büyük sensörler üretilmiş olabilir.

Sensörler, UV ışığı kullanılarak büyük bir silikon gofret üzerine bir maske yansıtılarak üretilir. Gofret daha sonra ayrı ayrı sensörler halinde kesilir. Bu yöntemle üretilebilecek bir sensörün mutlak boyut limiti, projektör tarafından üretilen görüntü çemberinin büyüklüğüne göre belirlenir (ancak güç kullanımı ve sertlik gösteren ısı dağıtımı gibi çok büyük sensörlerle ilgili başka endişeler olabilir. boyut sınırı).

Sensör boyutunun pratik sınırına, verim tarafından belirlendiği için çok daha erken ulaşılır, yani imalat sırasında kusurlar nedeniyle kaç sensörün atılması gerekir. Tek bir gofret üzerinde birçok küçük sensör yapılırken, tek bir kusur bir sensörün atılmasına neden olur, ancak daha fazlası uygulanabilir, eğer bir sensör tüm gofreti alırsa, tek bir kusur sensör üretilmeyeceği anlamına gelir. Böylece verim, sensör boyutunun karesiyle azalır, bu da daha büyük sensörlerin ekonomik olmamasını sağlar.

Ölçek ekonomileri de geçerlidir, orta format sensörlerle aynı hacimde üretilirse 36mm x 24mm "tam kare" sensörler daha pahalı olacaktır.

Daha büyük sensörler bile var. Bu sayfanın sağ üst köşesindeki görüntüye yakından bakarsanız, en büyük sensörün 'Orta Format Kodak KAF' sensörü olduğunu göreceksiniz .

Tamam, bunu anlamanın kolay olmadığını anlıyorum çünkü gerçekte görüntünün beyaz bir arka planı varken, bu görüntünün arka planının gri olduğunu kolayca alabilir.

Burada daha iyi görün .

Bu sensörün yanı sıra FF'den daha büyük başka sensörler de var. Aynı sayfada , sensör biçimleri ve boyutları Tablosu'na gidin, tabloyu sıralamak için 'Kırpma Faktörü' sütununa tıklayın ve kırpma faktörü 1'den küçük biçimlere bakın. Film biçimlerini alın ve bu sırayla aşağıdaki sensörler:

• Faz Bir P 65+, IQ160, IQ180
• Yaprak AFi 10
• Orta format (Hasselblad H5D-60)
• Kodak KAF 39000 CCD
• Pentax 645D
• Leica S

Ancak dikkat: bu tür sensörler için dezavantajlar vardır: büyük, ağır kameralar ve lensler. Böyle bir sensör (daha büyük görüntü çemberi) ve ... ... elbette ... ... fiyat için bir lens oluşturmak çok daha zor.

Pratik olanı, üretilebilecek olanın altında sınırlandırabilecek bazı şeyler:

1. (sonuçtaki sistemin ağırlığı). Çok büyük bir sensör, büyük lensler ve büyük bir kamera anlamına gelen çok büyük bir görüntü çemberine ihtiyaç duyar.
2. güç tüketimi. Büyük bir sensörün küçük olandan daha fazla güce ihtiyacı vardır, bu nedenle pil ömrü azalır (daha büyük bir pili barındırmak için kameranın boyutunu ve ağırlığını tekrar artırmazsanız).
3. hız. Daha büyük bir sensörü okumak, aynı sensör elemanı yoğunluğuna sahip daha küçük bir sensörü okumaktan daha uzun sürer. Böylece "enstantane hızınız" azalır.
4. maliyet (ima edildi, ancak çeşitli seviyelerde devreye girer). Elbette daha büyük bir sensör, sadece daha fazla hammaddeye ihtiyaç duyduğu için değil, aynı zamanda maliyeti satılan daha küçük sayıdan yeniden ele alınması gereken atılan ürünlerin miktarı da arttığı için küçük olandan daha pahalıdır.