Foveon X3
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Foveon X3 — Фотосенсор компании Foveon, в котором цветоделение на аддитивные цвета RGB проводится без использования фильтра Байера. Синий, зелёный и красный фотодетекторы расположены как на классической цветной фотоплёнке — на разной глубине от поверхности кремниевой матрицы. Название сенсора «Х3» означает его «трёхмерность». Фотодетекторами в такой матрице могут служить элементы, созданные по технологиям КМОП (CMOS), ПЗС (CCD), DX.
Содержание |
[править] Принцип работы
Как известно, любой цвет можно получить комбинацией красного, зелёного и синего цветов, цветовая модель RGB. Каждый фотодетектор фотосенсора генерирует электрический ток пропорциональный количеству фотонов, вызвавших фотоэффект, за время экспозиции. Растровые мозаичные фотосенсоры CCD, CMOS, DX состоят из нескольких миллионов светочувствительных во всём видимом диапазоне спектра фотодетекторов, которые расположены на плоскости матрицы и обычно накрыты светофильтрами GBGR (Зелёный-Синий-Зелёный-Красный) — фильтром Байера. Таким образом, при расположении фотодетекторов на плоскости в любом элементе фильтра теряется до 2/3 информации о двух других цветах из триады RGB, однако эту информацию надо восстановить для каждого пикселя конечного изображения. Поэтому сигналы с GBGR фотодетекторов интерполируются, а для этого проводится большой объём вычислений, в результате ухудшается резкость и появляются цветовые артефакты.
В фотосенсорах X3 компании Foveon для цветоделения на составляющие RGB используются дисперсные свойства кремния. Синий цвет, имеющий короткую длину волны, поглощается кремнием раньше других, поэтому фотодетекторы синего цвета находятся ближе к поверхности кристалла. «Зелёные» фотодетекторы расположены в середине. Самые длинные красные волны поглощаются в последнюю очередь, поэтому фотодетекторы красного цвета находятся глубже остальных. Таким образом, фотодетекторы RGB каждого пикселя лежат друг над другом, что существенно упрощает процесс обработки полученного изображения.
В сенсоре X3 Pro 10M каждый пиксель матрицы «накрыт» микролинзой — это позволило существенно повысить восприимчивость и, как следствие, резко улучшить цветопередачу изображения. При количестве пикселей конечного изображения 3,46 млн. сенсор X3 Pro 10M содержит 10,6 млн. RGB фотодетекторов, то есть в три раза больше чем плоские аналоги — CMOS и CCD сенсоры. Однако из-за поглощения света слоями-фильтрами разрешение нового сенсора эквивалентно примерно 7 мегапикселям плоских аналогов — CMOS и CCD сенсоров.
Технология X3 развивающаяся и перспективная.
[править] Достоинства
- Сохраняется резкость изображения и отпадает необходимость интерполяции.;
- Увеличение разрешающей способности, поскольку фотодетекторы RGB цветов занимают 100% матрицы;
- Отсутствие цветового муара — артефакта, характерного для мозаичных матриц;
- Увеличение чувствительности (в теории);
- По заявлению разработчиков Foveon, сенсор Х3 имеет еще одно интересное свойство — бинарность, изменяемый размер пикселя. Малый размер позволяет делать снимки высокого разрешения и качества, больший — дает возможность снимать при слабом освещении. При этом объединение сенсоров в пиксели может проводиться программно, без смены самой матрицы. Следует заметить, что подобная технология изменения площади пикселя используется в матрицах компании Fujifilm и пока не нашла широкого применения.
[править] Недостатки
- Высокий уровень цифрового шума, что объясняется влиянием верхних слоёв кремния на красный и зелёный фотодетекторы. Следует учитывать, что на эти детекторы свет попадает, пройдя слои верхних сенсоров, и измеряемый сигнал состоит из комбинации сигналов от всех цветов, в результате в каждой зоне он лишь отдалённо похож на цвет, который предполагается там измерять [1].
[править] Продукты, использующие Foveon X3
- Sigma SD9
- Sigma SD10
- Polaroid x530
- Hanvision HVDUO-5M
- Hanvision HVDUO-10M
