Матрица фотоаппарата
Москва, Ленинский проспект 2А   /   metro.png Октябрьская (КЛ)  / info@fpmoscow.ru    tel.png +7 (499) 340-18-88     
 logpFP6001.png     

 

Матрица фотоаппарата

Матрица фотоаппарата служит для преобразования, попадающего на нее светового потока в электрические сигналы при помощи фотодатчиков.

Структура самой матрицы фотоаппарата является дискретной, то есть состоящей из миллионов элементов, преобразующих свет. Поэтому в характеристиках фотоаппарата как раз и указывается количество элементов матрицы, которое мы знаем как мегапиксели. Именно от самой матрицы и зависит значение мегапикселей фотоаппарата, которое может принимать значение от 0.3 мегапикселей (для дешевых телефонных фотоаппаратов) до 10 и больше мегапикселей у современных фотоаппаратов.

Характеристиками матрицы можно считать такие параметры:

    Физический размер матрицы
    Разрешение матрицы (мегапиксели)
    Светочувствительность
    Отношение сигнал-шум

новая матрица для фотоаппарата
матрица
Сама матрица фотоаппарата формирует черно белое изображение, поэтому для получения цветного изображения, элементы матрицы могут покрывать светофильтрами (красный, зеленый, синий). И если сохранять фотографию в формате JPEG и TIFF, то цвета пикселей фотоаппарат вычисляет сам, а при использовании формата RAW пиксели будут окрашены в один из трех цветов.
Физический размер матрицы

Еще одной характеристикой матрицы фотоаппарата является размер. Обычно размер матрицы указывается как дробь в дюймах. Чем больше размер матрицы фотоаппарата, тем меньше шума будет на фотографии и больше света регистрируется, а значит, больше оттенков получится.

Размер матрицы очень важный параметр всего фотоаппарата, поэтому желательно узнать более подробно на этой странице о физическом размере матрицы.
Чувствительность и шумы матрицы

В фототехнике применительно к матрицам используется термин «эквивалентная» чувствительность. Происходит это потому, что настоящую чувствительность измеряют различными способами в зависимости от назначения матрицы, а применяя усиление сигнала и цифровую обработку, можно сильно изменить чувствительность матрицы в больших пределах.

Светочувствительность матрицы, да и любого другого фотоматериала показывает способность этого материала (в нашем случае матрицы) преобразовывать электромагнитное воздействие света в электрический сигнал. То есть, сколько нужно света, что бы получить нормальный уровень сигнала на выходе.
матрица
Чувствительность матрицы по-другому ISO, показывает возможность съемки в темных местах. Чем больше чувствительность (может быть от нескольких десятков до нескольких десятков тысяч), тем лучше фотографировать в темноте. Но может быть, при большой чувствительности матрицы фотоаппарата, проявление шума на фотографии. Более подробно о шуме матрицы на фотографии.
Количество мегапикселей матрицы

Размер матрицы фотоаппарата и ее разрядность в мегапикселях связаны между собой такой зависимостью: чем меньше размер матрицы, тем должно быть и меньше мегапикселей. Иначе из-за дифракции может возникнуть эффект замыливания на фотографиях, то есть будут шумы. Ведь размер матрицы и ее разрешение определяют размер пикселя и соответственно динамический диапазон, который показывает возможность матрицы фотоаппарата отличить самые темные оттенки от самых светлых. Чем больше размер пикселя, тем больше отношение сигнал-шум ведь больший по размерам пиксель может собрать больше света и увеличивается уровень сигнала. Поэтому при одинаковом размере матрицы меньшее количество мегапикселей может быть даже полезнее для качества фотографии.

Чем больше физический размер пикселя (англ. pixel - picture element), тем больше он сможет собрать падающего на него света и тем больше будет соотношение сигнал-шум при заданной чувствительности. Можно и по-другому сказать: при заданном соотношении сигнал-шум будет выше чувствительность. Размер пикселя зависит от физического размера матрицы и её разрешения. Размер пикселя влияет на фотографическую широту.
вид матрицы в фотоаппарате
Разрешение

Разрешение матрицы зависит от количества используемых пикселей для формирования изображения. Объектив формирует поток света, а матрица разделяет его на пиксели. Но оптика объектива также имеет свое разрешение. И если разрешение объектива не достаточное, и он передает две светящиеся точки с разделением черной точкой как одну светящуюся, то точного разрешения фотоаппарата можно и не заметить.

Поэтому результирующее разрешение фотокамеры зависит и от разрешения матрицы и от разрешения объектива, измеряемое в количестве линий на миллиметр. И максимальным это разрешение будет, когда разрешение объектива соответствует разрешению матрицы. Разрешение цифровых матриц зависит от размера пикселя, который может быть от 0,002 мм до 0,008 мм (2-8мкм).
Отношение сторон матрицы

В современных фотоаппаратах применяются матрицы с форматами 4:3, 3:2, 16:9. В любительских цифровых фотоаппаратах обычно используется формат 4:3. В зеркальных цифровых фотоаппаратах обычно применяют матрицы формата 3:2, если специально не оговорено применение формата 4:3. Формат 16:9 редко используется.
Технологии изготовления

Раньше в основном использовались фотосенсоры на основе ПЗС (прибор зарядовой связи, по-английски CCD - Charge-Coupled Device). Эти матрицы состоят из светочувствительных светодиодов и используют технологию приборов с зарядовой связью (ПЗС). Успешно применяется и в наше время.

Но в 1993 году была реализована технология Activ Pixel Sensors. Её развитие привело к внедрению в 2008 году КМОП-матрицы (комплиментарный металл-оксид-полупроводник, по-английски CMOS - Complementary-symmetry/Metal-Oxide Semiconductor). При этой технологии возможна выборка отдельных пикселей, как в обычной памяти, а каждый пиксель снабжен усилителем. Так же матрицы на этой технологии могут иметь и автоматическую систему настройки времени экспонирования для каждого пикселя. Это позволяет увеличить фотографическую широту.

Фирма Panasonic создала свою матрицу Live-MOS-матрицу. Она работает на МОП технологии. Применяя такую матрицу можно получить живое изображение без перегрева и увеличения шумов.

Получается, что параметр матрицы фотоаппарата, показывающий количество мегапикселей, является не самым главным и нужно смотреть на характеристики в комплексе.
3.151508810404