12.7.3. Қолдану технологиясы бойынша матрица түрлері

Ұзақ уақыт бойы ПЗС-матрицалар фотосенсорлардың жалғыз ғана көпшілік түрі болып келді. 1993 жылға қарай ActivePixelSensors технологиясын жүзеге асыру және технологияның дамуы, қорытындысында 2008 жылға қарай КМОП-матрицалардың іс жүзінде ПЗС альтернативіне айналуына әкелді.

ПЗС-матрицалар жарық сезімтал фотодиодтардан тұрады, кремний негізінде жасалған, қуаттау байланысымен ПЗС-құралдарының технологиясын қолданады. КМОП-матрица КМОП технологиясы негізінде орындалған, Әрбір пиксель санау күшейткішпен жасақталған, ал белгі таңдау нақты пиксельден, жады микросызбаларындағы секілді, ерікті түрде жүреді. Матрица SIMDWDR матрицасы КМОП технологиясы негізінде орындалған, әрбір пиксель жиектенуінде, сонымен бірге оны экспонирлеудің уақытын баптаудың автоматтық жүйесі бар, бұл құрылғының фотографиялық ендігін радикалды ұлғайтуға мүмкіндік береді.

Live‑MOS матрицасы МОП технологиясы негізінде орындалған, алайда матрицалардың басқа түрлерімен салыстырғанда бір пиксель үшін қосылыстардың аз санын құрайды және аз кернеумен қуат алады. Осының есебінен және регистрлерді жеңілдетіліп берілуі мен басқару белгілері есебінен, осындай жұмыс тәртібі кезінде қызып кету және шу деңгейінің көтерілуі болмаған кезде, «тірі» кескін алуға болады

Түрлі өлшемді пиксельді матрицалар. Fujifilm фирмасының фотоаппараттарында «SuperCCD» деп аталатын матрицалар қолданылады, оларда екі өлшемді жасыл пиксельдер бар. Үлкендері – жарықтанудың аз деңгейі үшін, және кішілері – өлшемдері бойынша көк және қызылдарымен сәйкес келетін. Бұл кескін сапасын ұлғайтуға мүмкіндік береді.

12.7.4. Фотоматрицаларда түрлі-түсті кескіндерді алу әдістері

Фотоматрица пикселі негізінен ақ-қара түсті.матрица түрлі-түсті кескін беру үшін, арнайы техникалық тәсілдер қолданылады. Дихроикалық призма жұмысының мысалы: камераға түсуші жарық екі дихроикалық призмаға түсіп, негізгі үш түс шоғырына бөлінеді: қызыл, жасыл және көк.

Әрбір шоғыр жеке матрицаға бағытталады (көбінесе ССDматрицалар қолданылады, сондықтан да сәйкесті аппаратура атауында 3CCD белгісі пайдаланылады). 3CCD матрицаларының ПЗС-матрицалардан артықшылығы:

1. Түрлі-түсті өтулер сапасы жақсы, түстердің құбылулары жоқ;

2. Шешулері жоғары;

3. Құбылуларды жою үшін қажетті lowpass сүзгісінің болуы;

4. Жарық сезімталдығы жоғары және шу деңгейі төмен;

5. Қосымша сүзгілерді орнату кезінде түсті түсіру объективі алдынан емес, жеке матрица алдында реттеу мүмкіндігі, бұл ерекше жарық көздері кезінде түсті беру сапасының жоғарй болуына мүмкіндік береді.

Бір матрицалы фотосенсорлармен салыстырғандағы үш матрицалардың кемшіліктері:

1. Принципті тұрғыдан үлкен өлшемдер; кіші жұмыс кескінді объективтерді қолдануға тыйым салу;

2. Түстерді келтіру мәселелері.

Ұқыпты дәлдеме жасау қажет, матрицаның үлкен өлшемі көбірек қолданған сайын және олардың физикалық шешімдері жоғары болған сайын, дәлдіктің қажетті тобын табу қиынырақ болады.

Өрнекті сүзгішті матрицалар. Мұндай матрицаларда пиксельдер бір жазықтықта орналасқан, және әрбір пиксель нақты түстегі жарық сүзгіштерімен жабылған. Жетіспей тұрған түстік ақпарат интерполяция жолымен қалпына келтіріледі.

Жарық сүзгіштерінің орналасуының бірнеше әдістері бар. Олар жарық сезімталдығымен және жарық беруімен ерекшеленеді, жарық сезімталдығы жоғары болған сайын, түс берушілігі сондай нашар болады: RGGB —Байер сүзгіші, тарихи жағынан өте ерте шыққан; RGBW. Мұндай сенсорлар едәуір жоғары сезімталдығымен және үлкен фотографиялық ендігімен ерекшеленеді (әдетте сезімталдық ұтқыштығы 1,5...2 есе, фотографиялық ендігі бойынша – бір саты). RGBW матрицасының жеке жағдайы – Kodak компаниясының CFAK матрицасы ; RGEB (қызыл-жасыл – көк-жасыл - көк); CGMY(көгілдір-жасыл-қызғылт-сары).

Толық түсті пиксельді матрицалар. Әрбір пиксельден үш түс координаттарын алуға мүмкіндік беретін екі технология бар. Біріншісі Sigma фирмасының сериялы шығарылатын камераларында қолданылады, екінішісі 2008 жылы тек прототип түрінде ғана қолданылды.

Көп қабатты (FoveonX3) матрицалар. Негізгі бабы: FoveonX3. Foveon Компаниясының X3матрица фотодетекторлары үш қабатта орналасқан: көк, жасыл, қызыл. «Х3» сенсорының атауы оның үш қабаттылығын және үш өлшемділігін көрсетеді. X3 матрицалары сандық Sigma фотоаппараттарында қолданылады.

Nikon толық түсті RGB-матрицалары. Nikon толық түсті матрицаларында (9 тамыз 2007 жылғы Nikon патенті) көрініс нүктелерінің RGB сәулелері әрбір пикселде қысқартылған күйде линза арқылы өтеді және түс бөлгіш айналар көмегімен «көк, жасыл, қызыл» тәртібінде пиксел үсті детекторларына келеді.