Matrice de filtre de culoare: Diferență între versiuni

De la Wikipedia, enciclopedia liberă
Diferența următoare →
Conținut șters Conținut adăugat
VizualWikitext
Pagină nouă: {{construcţie}} [[Image:Bayer pattern on sensor.svg|thumb|Mozaicul filtrelor de culoare Bayer. Fiecare submozaic doi-pe-doi conţine două filtre de verde, unul de albastru şi unu...
(Nicio diferență)

Versiunea de la 7 iunie 2010 20:03

Această pagină este în construcție.


Sunteți invitați să ajutați la dezvoltarea sa.
Pagina a fost creată cel mai probabil de un utilizator neexperimentat, motiv pentru care ar putea conține unele erori.

Dacă este gata de publicare sau au trecut mai mult de 15 zile de la ultima modificare se poate șterge eticheta {{construcție}} din corpul paginii. Pagina a fost modificată ultima oară de către ANDROBETA (Contribuții • Jurnal) acum 13 ani.
Mozaicul filtrelor de culoare Bayer. Fiecare submozaic doi-pe-doi conţine două filtre de verde, unul de albastru şi unul de roşu, fiecare acoperind un senzor de pixel.

În domeniul fotografiei, o matrice de filtre de culoare (MFC), sau mozaic de filtre de culoare, este un mozaic de mici filtre de

culoare plasate peste senzorii pixel ai unui senzor de imagine pentru a capta informaţie despre culoare.

Filtrele de culoare sunt necesare deoarece senzorii foto tipici detectează intensitatea luminii cu specificitate a lungimii de undă

scăzută sau inexistentă, şi prin urmare nu pot separa informaţia culorii.[1]

Din moment ce senzorii sunt făcuţi din semiconductoare se supun fizicii stării solide.

Filtrele de culoare filtrează lumina în funcţie de lungimea de undă, astfel încât intensităţile filtrate separate includ informaţii despre

culoarea luminii.

De exemplu, filtrul Bayer (afişat în dreapta) oferă informaţii despre intensitatea luminii în regiunile de lungimi de undă roşii, verzi şi

albastre (RVA). Datele brute ale imagii captate de senzor sunt apoi convertite într-o imagine complet color (cu intensităţi ale tuturor celor trei [[Culoare

primară|culori primare]] reprezentate la fiecare pixel) de către un algoritm de demozaicare ce este croit pentru

fiecare tip de filtru de culoare.

Transmitanţa spectrală a elementelor MFC alături de algoritmul de demozaicare determină împreună redarea culorilor.[2]

Randamentul cuantic al benzii de trecere a senzorului şi anvergura sensibilităţii spectrale a MFC-ului sunt în

mod tipic mai largi decât spectrul vizibil, aşadar se pot distinge toate culorile vizibile. Sensibilitatea filtrelor nu corespunde în general

cu funcţiile de potrivire a culorii CIE,[3] deci se cere o traducere a culorii

pentru a converti componentele tricromatice într-un spaţiu de culoare absolut comun.[4]

Senzorul Foveon X3 foloseşte o structură diferită astfel încât un pixel utilizează proprietăţi ale multijoncţiunilor pentru a îngrămădi

senzori de albastru, verde şi roşu unul peste altul. Acest aranjament nu necesită un algoritm de demozaicare deoarece fiecare pixel are informaţie despre

fiecare culoare. Dick Merrill al Foveon distinge abordările ca „filtru de culoare vertical” pentru Foveon X3 contra „filtru de culoare

lateral” pentru MFC.[5][6]

Listă a matricelor de filtre de culoare

Imagine Nume Descriere Mărimea şablonului (pixeli)
Şablon Bayer Filtru Bayer Filtru RVA foarte comun. Cu un albastru, un roşu şi doi de verde. 2×2
Şablon RVAS Filtru RVAS Asemănător cu Bayer cu unul dintre filtrele de verde modificat în „smarald”; folosit în câteva camere Sony. 2×2
Şablon CGGM Filtru CGGM Un cyan, doi de galben, şi un magenta; folosit în câteva camere ale Kodak. 2×2
Şablon CGVM Filtru CGVM Un cyan, un galben, un verde, şi un magenta; folosit în câteva camere. 2×2
Şablon RVAA RVAA Bayer RVAA tradiţional (roşu, verde, albastru, alb) similar cu şabloanele Bayer şi RVAS. 2×2
Şablon RVAA RVAA #1 Trei exemple de filtre RVAA de la Kodak, cu 50% alb (vezi Filtru Bayer#Alternative) 4×4
Şablon RVAA RVAA #2
Şablon RVAA RVAA #3 2×4

MFC Bayer

Fișier:RGBW patent app.png
O cerere pentru pantentare din 2005 reprezentând un aranjament de filtre ale senzorilor pentru roşu, verde, albastru şi „alb” menţionate aici ca „Filtre de culoare RVAA având şablonul Bayer”.
Articol principal: Filtru Bayer.

MFC Bayer este numită după inventatorul său, Dr. Bryce E. Bayer de la Eastman Kodak. Este realizată prin aplicaţia filtrelor de culoare peste fotodiodele

folosite în senzori, camere, camere video şi schenăre, pentru crearea imaginii color.

Senzor RVAA

O matrice RVAA, abreviere pentru Roşu, Verde, Albastru, Alb (en. RGBW de la Red, Green, Blue, White), este o MFC care include elemente „albe” sau

transparente ale filtrului care permit fotodiodei să fie sensibilă la toate culorile luminii; ceea ce înseamnă că, unele celule sunt „pancromatice”, şi este

detectată mai multă lumină, mai degrabă decât absorbită, în comparaţie cu matricea Bayer. Kodak a anunţat mai multe şabloane MFC RVAA în 2007,

dintre care toate au proprietatea ca atunci când celulele pancromatice sunt ignorate, celulele fitrate de culoare rămase sunt aranjate în aşa fel încât

datele lor pot fi procesate cu un algoritm de demozaicare Bayer standard.

Senzor CGVM

O matrice CGVM, abreviere de la Cyan, Galben, Verde, Magenta (en. CYGM - Cyan, Yellow, Green, Magenta) este o MFC care foloseşte în mare parte

culori secundare, din nou pentru a permite ca mai multă lumină incidentă să fie detectată mai degrabă decât absorbită. Alte

variante includ matrice CMG (Cyan, Magenta, Galben) (en. CMY - Cyan, Magenta, Yellow) şi CGMA (Cyan, Galben, Magenta, Albastru) (en. CMYW - Cyan,

Magenta, Yellow, White).

Fabricarea MFC

Fotorezistul novolac-diazonaftochinonă (DNQ) este un material folosit ca solvent

pentru realizarea filtrelor de culoare din coloranţi. Există o anumită interferenţă între coloranţi şi lumina ultraviolet necesară pentru expunerea în mod

corespunzător a polimerului, s-au găsit totuşi soluţii pentru această problemă.[7] Fotorezişti de culoare folosiţi uneori îi includ pe cei cu poreclele chimice CMCR101R, CMCR101G, CMCR101B, CMCR106R, CMCR106G şi

CMCR106B.[8]

Câteva surse[1][9] discută despre alte substanţe chimice specifice, care prezintă proprietăţi optice, şi procese de fabricare optimă ale

matricelor de filtre de culoare.

De exemplu, Nakamura a spus că materialele pentru matricele de filtre de culoare pe-cip se împart în două categorii: pigment şi colorant. MFC-

urile bazate pe pigmenţi au devenit opţiunea dominantă deoarece oferă o rezistenţă mai ridicată la cădură şi lumină în comparaţie cu MFC-urile bazate

pe coloranţi. În ambele cazuri, grosimi ajungând până la 1 micrometru sunt uşor accesibile.[1]

Theuwissen spune „Anterior, filtrul de culoare era fabricat pe o plăcuţă de sticlă separată şi lipit pe DCS (Ishikawa 1981), dar în prezent,

toate camerele color cu un singur cip sunt dotate cu un generator de imagini care are un fitru de culoare procesat pe-cip (Dillon, 1978) şi nu ca un

hibrid.”[9] Acesta furnizează o bibliografie concentrată pe numărul, tipurile, efectele de crenelare, şabloanele moarurilor şi frecvenţele

spaţiale ale filtrelor absorbante.

Unele surse indică faptul că MFC-ul poate fi fabricat separat şi fixat după ce senzorul a fost fabricat,[10][11][12] în timp ce alţi senzori au matricea de filtre de culoare fabricată direct pe suprafaţa generatorului de imagine.[12][13][14] Theuwissen nu face nicio menţiune în legătură cu materialele folosite în fabricarea MFC.

Cel puţin un exemplu timpuriu de proiectare pe-cip utiliza filtre de gelatină (Aoki et al., 1982).[15] The gelatin is sectionalized, via photoliothography, and subsequently dyed. Aoki reveals that a CYWG arrangement was used, with the G filter

being an overlap of the Y and C filters.

Filter materials are manufacturer specific.[16] Adams et al. state "Several factors influence the CFA's design. First, the individual CFA filters are usually layers of transmissive (absorptive)

organic or pigment dyes. Ensuring that the dyes have the right mechanical properties—such as ease of application, durability, and resistance to

humidity and other atmospheric stresses—is a challenging task. This makes it difficult, at best, to fine-tune the spectral responsivities.".

Given that the CFAs are deposited on the image sensor surface at the BEOL (back end of line, the later stages of the integrated circuit manufacturing

line), where a low-temperature regime must be rigidly observed (due to the low melting temperature of the aluminum metalized "wires" and the

substrate mobility of the dopants implanted within the bulk silicon), organics would be preferred over glass. On the other hand, some CVD silicon oxide

processes are low temperature processes.[17]

Ocean Optics has indicated that their patented dichroic filter CFA process (alternating thin films of ZnS and Cryolite) can be applied to

spectroscopic CCDs.[18] Gersteltec sells photoresists that possesses color filter properties.[19]

Some pigment and dye molecules used in CFAs

In U.S.P.# 4,808,501, Carl Chiulli cites the use of 5 chemicals, three of which are C.I. #12715, AKA Solvent Red 8; Solovent Yellow 88; and C.I. # 61551,

Solvent Blue 36. In U.S.P. # 5,096,801 Koya et. al., of Fuji Phot Film company, list some 150-200 chemical structures, mainly azo dyes and pyrazolone-

diazenyl, but fail to provide chemical names, CAS Registry numbers, or Colour Index numbers.

Optically efficient CFA implementation

Nakamura[1] provides a schematic and bibliographic items illustrating the importance of microlenses, their f-number, and the

interplay with the CFA and CCD array.[20]

Further, a short discussion of anti-reflection films is offered,[21] though Janesick's[22]

work appears is more concerned with photon–silicon interaction. Early work on microlenses[23]

and on the three-CCD/prism cameras[24]

stress the importance of a fully integrated design solution for CFAs. The camera system, as a whole, benefits from careful consideration of CFA

technologies and their interplay with other sensor properties.

References

  1. ^ a b c d Nakamura, Junichi (). Image Sensors and Signal Processing for Digital Still Cameras (Senzori de imagine şi procesara semnalelor pentru camere digitale fixe). CRC Press. ISBN 9780849335457. 
  2. ^ {{cite web|title=Color Correction for Image Sensors (Corecţia culorii pentru senzorii de imagine) |url=http://www.kodak.com/ezpres/business/ccd/global/plugins/acrobat/en/supportdocs/ColorCorrectionforImageSensors.pdf%7Cpublisher=Kodak%7Cseries= Revizia 2.0|month=October 27|year=2003|work=Image Sensor Solutions: Application Note (Soluţii pentru senzorii de imagine: notă de aplicaţie)}}
  3. ^ [http://www.astrosurf.com/buil/d70v10d/eval.htm Comparison of the spectral response of a Nikon D70 vs. Canon 10D (Comparaţia sensibilităţii spectrale a unui Nikon D70 contra unui Canon 10D)], Christian Buil.
  4. ^ Soo-Wook Jang, Eun-Su Kim, Sung-Hak Lee, şi Kyu-Ik Sohng (). Adaptive Colorimetric Characterization of Digital Camera with White Balance (Caracterizare colorimetrică adaptivă a camerei digitale cu balanţă de alb). LNCS. 3656. Springer. pp. 712–719. doi:10.1007/11559573_87. ISBN 978-3-540-29069-8. ISSN 1611-3349.  line feed character în |title= la poziția 23 (ajutor)
  5. ^ „Digital Photography Essentials #003: "Color Separation" (Elemente de bază despre fotografia digitală #003: „Separaţia culorii")”. Digital Outback Photo (Fotografia digitală din interior). 
  6. ^ Thomas Kreis (). Handbook of Holographic Interferometry: Optical and Digital digitale). Wiley-VCH. ISBN 3527604928.  line feed character în |title= la poziția 53 (ajutor)
  7. ^ Miller Harris R. (). „Color filter array for CCD and CMOS image sensors using a chemically amplified, thermally cured, pre-dyed, positive-tone photoresist for 365 nm lithography (Matrice de filtre de culoare pentru CCD şi senzori de imagine CMOS folosind un fotorezist cu ton pozitiv, amplificat chimic, tratat termic, pre -vopsit, pentru litografie de 365 nm)”. Proceedings of SPIE (Proceduri ale SPIE). Societatea Internaţională a Ingineriei Optice. 3678 (2): 1083–1090. doi:10.1117/12.350159. ISBN ISSN 0277-786X Verificați valoarea |isbn=: invalid character (ajutor).  line feed character în |title= la poziția 145 (ajutor)
  8. ^ „Microelectronics Fabrication Facility (Facilitatea fabricării microelectronicelor)”. Universitatea de Ştiinţă şi Tehnologie din Hong Kong. 
  9. ^ a b Theuwissen, Albert (). Solid-State Imaging with charge coupled devices (Generarea de imagini în stare solidă cu dispozitive cu cuplaj de sarcină). Kluwer Academic Publishers. ISBN 079233566 Verificați valoarea |isbn=: length (ajutor). 
  10. ^ Ishikawa; et al. (). „Color Reproduction of a Single Chip Color Camera with a Frame Transfer CCD” („Reproducerea culorii pe o cameră color cu un singur cip cu un DCS de transfer al cadrelor”). IEEE Journal of Solid-State Circuits, Vol. SC-16, No. 2, April 1981.  line feed character în |title= la poziția 142 (ajutor)
  11. ^ Takizawa; et al. (). „Field Integration Mode CCD Color Television Camera Using Frequency Interleaving Method”. IEEE Transactions on Consumer Electronics, Vol. CE-29, No. 3, August 1983. 
  12. ^ a b Knop and Morf (). „A New Class of Mosaic Color Encoding Patterns for Single-Chip Cameras”. IEEE Transactions on Electron Devices, Vol. ED-32, No. 8, August 1985. 
  13. ^ Dillon; et al. (). IEEE.  Lipsește sau este vid: |title= (ajutor)
  14. ^ Tanaka; et al. (). „HDTV Single-Chip CCD Color Camera” (Camera color TVÎD cu DCS cu un singur cip). IEEE Transactions on Consumer Electronics, Vol. CE-36, No. 3, August 1990. 
  15. ^ Aoki; et al. (). "2/3-Inch Format MOS Single-Chip Color Imager". IEEE Transactions on Electron Devices, Vol. ED-29, No. 4, April 1982. 
  16. ^ Adams; et al. (). "Color Processing in Digital Cameras". IEEE Micro. 1998, Vol. 18, Issue 6. Pgs. 20-31. 
  17. ^ Xiao (). "Introduction to Semiconductor Manufacturing". 
  18. ^ „Dichroic Filter Array Patented Patterned Coatings Technology”. Ocean Optics.  line feed character în |title= la poziția 42 (ajutor)
  19. ^ „Swiss made SU-8 Photoepoxy Functional Products”. Gersteltec Engineering Solutions. 
  20. ^ Agranov; et al. (ianuarie 2003). „Crosstalk and Microlens Study in a Color CMOS Image Sensor”. IEEE Transactions on Electron Devices. 50 (1). ISBN 0018-9383 Verificați valoarea |isbn=: length (ajutor). 
  21. ^ Murakami; et al. (). "Technologies to Improve Photo-Sensitivity and Reduce VOD Shutter Voltage for CCD Image Sensors". IEEE Transactions on Electron Devices, Vol. 47, No. 8, August 2000. ISBN 0018-9383 Verificați valoarea |isbn=: length (ajutor). 
  22. ^ Janesick, James (). Scientific Charge Coupled Devices. SPIE. ISBN 0819436984. 
  23. ^ Ishihara and Tanigaki (). "A High Photosensitivity IL-CCD Image Sensor with Monolithic Resin Lens Array". IEEE International Electron Devices Meeting (IEDM) Technical Digest. ISBN 0000-0497 Verificați valoarea |isbn=: length (ajutor). 
  24. ^ Murata; et al. (). "Development of a 3-MOS Color Camera". SMPTE Journal, December, 1983. 

See also

Adus de la https://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=Matrice_de_filtre_de_culoare&oldid=4086376