Quand je regarde un capteur CMOS, il est vert.
Mais capteur CCD. les photos sur Internet montrent des capteurs roses.
Alors, qu'est-ce qui définit exactement la couleur d'un capteur de caméra? Surtout ce qui définit les couleurs des capteurs d'un magnifique caméscope 3CCD?
J'ai regardé le capteur CMOS en plein soleil. Y aurait-il une différence si je le regardais dans une pièce sombre avec une lampe de poche parfaitement blanche à la main?
Réponses:
La couleur que vous voyez lorsque vous regardez un "capteur" est généralement déterminée par les couleurs combinées des réseaux de filtres colorés qui sont placés directement en face de la puce de silicone réelle ainsi que par la combinaison d'autres filtres (passe-bas, IR, UV) placé dans la "pile" devant le capteur.
Bien que nous les appelions "rouge", "vert" et "bleu", les couleurs de la plupart des masques Bayer sont:
Les composants "couleur" du masque Bayer peuvent être vus en regardant les courbes de réponse spectrale pour différents capteurs:
Les "couleurs" auxquelles chaque type de cône de la rétine humaine est le plus sensible sont similaires:
Voici une représentation des «couleurs» que l'homme perçoit pour différentes longueurs d'onde de la lumière:
Veuillez comparer les pics des sensibilités ci-dessus avec les "couleurs" de ces longueurs d'onde le long du spectre visible.
Il n'y a pas de revêtements sur la plupart des capteurs d'imagerie tricolores centrés sur ce que nous appelons "rouge", malgré tous les dessins sur Internet de capteurs CMOS avec des réseaux de filtres Bayer représentés.
La plupart des capteurs CMOS placés dans des appareils photo utilisés pour prendre les types d'images que nous considérons comme "photographie" ici ont une "pile" de filtres qui incluent des filtres coupés infrarouges (IR) et ultraviolets (UV) devant le réseau de filtres couleur Bayer. La plupart incluent également un filtre passe-bas "anti-crénelage". Même les conceptions de capteurs qui ne contiennent "pas de filtre passe-bas" ont tendance à avoir soit un verre de protection avec le même indice de réfraction, soit les deux composants d'un filtre passe-bas orientés l'un vers l'autre de sorte que le second annule le premier.
Ce que l'on voit quand on regarde à l'avant d'une caméra et que l'on voit un capteur CMOS exposé est l'effet combiné de la lumière se reflétant sur tous ces filtres, et est dominé par la teinte légèrement bleuâtre-vert des parties filtrées "vertes" du Masque Bayer combiné avec deux fois moins de portions filtrées bleu-violet et orange-jaune que nous appelons "bleu" et "rouge". Lorsqu'elle est vue à l'intérieur d'un véritable appareil photo, la plupart de la lumière frappant le capteur et la pile devant lui proviendra d'une gamme d'angles assez étroite et sera généralement de couleur assez uniforme. (La teinte violette sur le bord du capteur Sony est probablement due à des réflexions de lumière juste à angle droit sur les filtres UV et / ou IR.)
Lorsqu'il y a de la lumière provenant d'une large gamme d'angles tombant sur un tel capteur sans le "stack" de filtre devant lui, il y aura également un effet prismatique évident qui montrera une gamme plus complète de couleurs, en raison des formes de la surface des microlentilles sur le dessus et les couleurs du masque Bayer pris en sandwich entre les microlentilles et le capteur.
Un capteur CCD ou CMOS non filtré ressemble beaucoup à tout autre circuit intégré au silicium qui a une structure très régulière / répétitive de taille de structure similaire - gris semi-métallique (du silicium, du quartz et de l'aluminium) avec une certaine irisation résultant probablement des effets de réseau de diffraction dans les structures fines et répétitives. Comparez une DRAM nue ou une puce de mémoire flash.
Un capteur filtré typique d'une vidéo couleur ou d'une caméra fixe apparaîtra verdâtre car des matrices de filtre couleur fortement polarisées en vert (2 pixels verts pour chaque pixel rouge et bleu) sont très couramment utilisées, car un tel biais de perception est également bien connu pour existent dans l'œil humain (même chez les individus qui n'ont pas les yeux verts :))
J'ai personnellement vu des capteurs de différentes couleurs dans différentes caméras; vert, rose, bleu, etc. Sans les dimensions spécifiques et les détails de construction, c'est difficile à dire, mais j'imagine que la couleur sur la plupart des capteurs est donnée par l'épaisseur des revêtements sur le dessus du capteur. Différentes épaisseurs produiront des couleurs différentes en raison des interférences de couches minces . Selon l'épaisseur des revêtements, différentes longueurs d'onde de lumière (c'est-à-dire les couleurs) interfèrent de manière destructrice avec elles-mêmes dans le revêtement, et quelles que soient les longueurs d'onde qui ne se reflètent pas pour vous donner la couleur que vous voyez.
Le film photographique n'est naturellement sensible qu'aux fréquences de la lumière violette et bleue. Hermann Vogel, professeur de Berlin technique, tentant ainsi de résoudre le problème en raison de «halo» ,. Il avait des émulsions teintes en jaune pour arrêter la lumière bleue exposée aux reflets de l'interface émulsion-base. Cela a fonctionné mais à son grand étonnement, le film a gagné en sensibilité à la lumière verte (orthochromatique). Ses étudiants diplômés ont découvert que d'autres colorants sensibilisent les émulsions à la lumière rouge. Ce fut une étape importante, les émulsions sensibles au rouge, au vert et au bleu, ont donné un rendu monochrome correct. Ces émulsions modifiées ont rendu possibles les futurs films couleur.
À mesure que le capteur CCD et CMOS évoluait, il était également nécessaire de les ajuster quant à la sensibilité RVB. Bryce Bayer d'Eastman Kodak a développé un schéma matriciel sous-pixel recouvrant les divers photosites avec de puissants filtres de couleur additifs. Le schéma comprend environ 50% de filtres verts, 25% bleus et 25% rouges. Ce schéma modifie la sensibilité globale afin de produire une image plus fidèle.
Parce que le capteur d'image est très sensible aux rayonnements infrarouges, toute la surface d'imagerie est filtrée et cette lamelle plate fait office de duel et protège la surface fragile de l'abrasion. Un verre de protection est hautement poli, de sorte qu'il, comme les verres polis, induit une perte de lumière due à la réflexion de la surface.
Robert Taylor, opticien de Londres, a découvert que les lentilles vieillies acquéraient une couche naturelle de crasse due à la pollution de l'air. Ces lentilles «épanouies» ne reflétaient que 2% alors qu'une nouvelle lentille reflétait 8%. La floraison artificielle (revêtement) s'est installée dans les années 1930.
La lentille revêtue ou la lamelle apparaît dichroïque. Il ressemble à une couleur par transmission et à la couleur opposée par réflexion. Supposons que le manteau contrôle les reflets rouges et bleus, l'objectif apparaît vert par la lumière réfléchie et magenta par la lumière transmise. Étant donné que la plupart de ces verres sont multicouches, une observation occasionnelle donne peu d'indication sur la couleur atténuée.