Poradnik fotografii

>

Budowa aparatu cyfrowego

>

MATRYCE

>

Matryca CCD - budowa i działanie

Dzisiejsze promocje RTV - kliknij tutaj i sprawd

ź

!

Matryca CCD - budowa i działanie

Wst

ę

p, który mo

ż

ecie pomin

ą

c, je

ż

eli oka

ż

e si

ę

za trudny

Wyja

ś

nienie budowy i działania matryc

ś

wiatłoczułych,zrówno typu CCD jak j CMOS wymaga

przypomnienie elementarnych wiadomo

ś

ci o budowie materii. Ka

ż

da materia zbudowana jest z

atomów. Atomy piewrwiastków zbudowane s

ą

z dodatniego j

ą

dra i ujemnych elektronów. Ładunki

elektryczne wyst

ę

puj

ą

jako wielokrotno

ść

ładunku elementarnego, czyli najmniejszej jednostki

ładunku, jaka zwi

ą

zana jest z elektronem. Ładunek ten oznaczamy -e. Ładunek elementarny

dodatni oznaczamy +e. W normalnych warunkach liczba ładunków dodatnich w j

ą

drze atomowym

jest równa liczbie ładunków ujemnych na elektronach otaczaj

ą

cych j

ą

dro, czyli atom jako taki jest

neutralny. Je

ż

eli od atomu oderwiemy jeden elektron, to atom bozbawiony tego jednego ujemnego

ładunku ma jest naładowany dodatni. Atomy "umocowane" s

ą

w struktrze danej materii i nie mog

ą

si

ę

łatwo przemieszcza

ć

. Eletrony oderwane od atomów maj

ą

do

ść

du

żą

swobod

ę

poruszania si

ę

w obr

ę

bie materii.

Materiałem, z którego zbudowane s

ą

matryca CCD i CMOS jest krystaliczny krzem,

pierwiastek o symbolu Si. Kryształ krzemu jest prze

ź

roczysty a padaj

ą

ce ne niego

ś

wiatło mo

ż

e z

atomów krzemu wybija

ć

elektrony, tworz

ą

c dodatni atom (zwany jonem) i swobodny elektron

oczywi

ś

cie o ładunku ujemnym.

I jeszcze troch

ę

fizyki

ś

wiatła. Otó

ż

wi

ą

zka

ś

wiatła składa si

ę

z tzw. fotonów, czyli

elementarnych ilo

ś

ci

ś

wiatła. Foton to jak by najmniejsza porcja

ś

wiatła, która porusza si

ę

w

przestrzeni tworz

ą

c wi

ą

zk

ę

poruszaj

ą

c

ą

si

ę

zgodnie ze znanymi prawami fizyki.

Co z tego wszystkiego musimy zapamai

ę

ta

ć

, by zrozumie

ć

działanie matryc

swiatłoczułych?

Kryształ krzemu zbudowany jest z atomów, z których

ś

wiatło mo

ż

e wybija

ć

elektrony, tworz

ą

c

pary: dodatni jon i ujemny elektron.
Wi

ą

zka

ś

wiatła składa si

ę

z "porcji" zwanych fotonami.

Budowa matrycy CCD

Na zał

ą

czonym poni

ż

ej rysunku jest przedstawiony uproszczony schemat matrycy CCD.

Rysunek pozwala te

ż

na obja

ś

nienie zasady działania tej matrycy.

Uproszczony schemat matrycy CCD

Matryca to płytka z krzyształu krzemu odpowiednio obrobiona. Górna cz

ęść

rysunku przedstawia

widok z góry matrycy. Jasno bł

ę

kitne kwadraciki to pojednycze piksele, odizolowane elektrycznie

od siebie.

Ś

wiatło padaj

ą

c na matryc

ę

wybija w poszczególnych pikselach elektrony, któych liczba

jest proporcjonalna do nat

ęż

enie

ś

wiatła padaj

ą

cego na dany piksel. Na piksel mo

ż

emy patrze

ć

jak na pojemnik w którym te elektrony si

ę

gromadz

ą

. Obrazuje to schemat piksela w prawym

górnym rogu rysunku. W dolnej cz

ęś

ci rysunku mamy przekrój poprzeczny matrycy. Zaleznie od

nat

ęż

enie padaj

ą

cego

ś

wiatła i czasu trwania tego "na

ś

wietlania" matrycy w poszczególnych

pikselach zgromadz

ą

si

ę

ró

ż

ne ilo

ś

ci ładunków elektrycznych. Ich rozkład pomi

ę

dzy pikselami

odzwierciedla nat

ęż

enie

ś

wiatła które z kolei jest "obrazem" tego co "widzi" obiektyw aparatu.

Narazie nie mówimy nic o kolorach. Sama matryca CCD (ale i CMOS) jest jak film czarno - biały.
Rejestruje tylko nat

ęż

enie

ś

wiatła a nie jego kolory.

Odczytywanie zawarto

ś

ci matrycy CCD

Nowo

ś

ci na email

Twój adres email:

Zapisz się

Akceptuj

ę

regulamin

prywatno

ś

ci

i prosz

ę

o

przesyłanie bezpłatnych i
niezobowi

ą

zuj

ą

cych informacji o

nowych artykułach o fotografii
oraz o ciekawych ofertach
zwi

ą

zanych z fotografi

ą

Szukaj tematu:

Najnowsze aparaty i artykuły

Nowo

ś

ci

Aparaty cyfrowe i

obiektywy

Poradnik fotografii

Słownik terminów angielskich

Porady praktyczne

FOTOGRAFOWANIE

LUSTRZANK

Ą

FOTOGRAFOWANIE

iPhonem

Fotografia dla dzieci

Fotoporadnik w PDF

SKANERY I SKANOWANIE

ZŁODZIEJ W SIECI

JAK SZUKA

Ć

TEMATU

HDR - najnowsze

osi

ą

gni

ę

cia

GALERIA ZDJ

ĘĆ

HDR

Adobe Photoshop Elements

7.0

Budowa aparatu cyfrowego

MATRYCE

Matryca

ś

wiatłoczuła

Rozdzielczo

ść

matrycy

Zmiana rozdzielczo

ś

ci

fotografowania

Megapiksele efektywne

Rozmiary matryc

Matryca CCD a CMOS

Matryca CCD - budowa i
działanie

Budowa matryc CMOS

Matryca Exmor R

CMOS vs. Exmor

Matryca MOS vs CMOS i
CCD

Parametry techniczne
matrycy

Kolory cyfrowe

Dynamika matrycy

Liniowo

ść

matrycy

Blooming - przepełnienie

Matryca FOVEON X3

Powi

ę

kszanie pikseli

matrycy

Matryca Fuji EXR

Podsumowanie I

MONITORY
(wy

ś

wietlacze)

OPTYKA

ELEKTRONIKA

Oprogramowanie

Przysłona - teoria

Migawka

Budowa matrycy CCD

http://www.fotoporadnik.pl/ccd-budowa-1.html

1 z 2

2015-03-03 20:16

Oznaczenia w cyfrówce

Przysłona - budowa

Lampa błyskowa

BUDOWA LUSTRZANKI

Funkcje aparatu cyfrowego

Kalibracja kolorów

Fotografowanie

Makrofotografia

PANORAMY

WIDEO LUSTRZANK

Ą

Powstawania zdj

ę

cia

Obróbka komputerowa

Odbitki cyfrowych zdj

ęć

Kupujemy aparat cyfrowy

Pierwsze zdj

ę

cia

Encyklopedia fotografii

Jak fotografowa

ć

Zagadnienia ró

ż

ne

APARATY SPECJALNE

Pytania Czytelników

O autorze

Galeria zdj

ęć

Znajd

ź

nas na Facebooku

Fotoporadnik.pl -
fotografia
poradnik

3 243 osoby lubi

ą

obiekt

Fotoporadnik.pl - fotografia poradnik

.

Wtyczka społeczno

ś

ciowa

Lubi

ę

to!

Lubi

ę

to!

Fotoporadnik.pl
- fotografia
poradnik

19 lutego o 05:52

Sk

ą

d wzi

ę

ły si

ę

symbole

u

ż

ywane w fotografii

Obja

ś

nimy pochodzenie

kilku symboli u

ż

ywanych

w fotografii, to taka
ciekawostka. DSLR -
pochodzi od "Digital
Single-Lens Reflex
camera" i jest (...)

Pierwszym etapem tworzenia zdj

ę

cia jest odczytanie zawarto

ś

ci wszystkich pikseli. W matrycy

typu CCD odbywa si

ę

to tak. Odpowienie układy elektroniczne przenosz

ą

ładunki z najni

ż

szego

(na tym rysunku) rz

ę

du pikseli do czego

ś

w rodzaju rury (zielony szeroki pasek na dole matrycy),

któr

ą

ładunki przesuwane s

ą

do układów elektronicznych (ten du

ż

y niebieski trójk

ą

t) które

zamieniaj

ą

ładunek z ka

ż

dego piksela na napi

ę

cie elektryczne

napi

ę

cie za

ś

zamieniaj

ą

na liczb

ę

(przetwornik analogowo cyfrowy), oznaczany w elektronice

symbolem A/D.
liczby te zapisywane s

ą

w wewn

ę

trznej pami

ę

ci procesora aparatu (nie myli

ć

z pami

ę

cia

wkładan

ą

i wyjmowan

ą

z aparatu, na której zapisywane s

ą

gotowe ju

ż

zdj

ę

cia).

Po odczytaniu zawarto

ś

ci pierwszego rz

ę

du pikseli ładunki z wy

ż

szych rz

ę

dów s

ą

przesuwane o jeden piksel w dół i proces odczytu jest powtarzany a

ż

do odczytania

zawarto

ś

ci wszystkich pikseli.

do ka

ż

dej liczby reprezentuj

ą

cej o

ś

wietlenie pojedynczego piksela przyporz

ą

dkowany jest

numer tego piksela, który jednoznacznie okre

ś

la jego poło

ż

enie w matrycy.

w tej pami

ę

ci wewn

ę

trznej zapisywane jest te

ż

wiele innych informacji zwi

ą

zanych z

wykonanym wła

ś

nie zdj

ę

ciem ale pomijamy to chwilowo, by nie komplikowa

ć

opisu.

Z przytoczonego tu opisu wynika to, co napisali

ś

my na pocz

ą

tku tego paragrafu. Zawarto

ść

pikslei

w matrycy CCD odczytuje si

ę

sekwencyjnie rz

ą

d po rz

ę

dzie. Ładunki w tym procesie s

ą

przesuwane w kierunku szyny (zielonej) odczytuj

ą

cej i kieruj

ą

cej je do dalszej obróbki. To co

otrzymujemy po zako

ń

czeniu opisanego tu procesu odczytu to tzw. obraz surowy, ogólnie

nazywany RAW (czytaj ro). Aparaty wy

ż

szej klasy, ale nawet kompakty, pozwalaj

ą

zapisa

ć

taki

obraz w pami

ę

ci zewn

ę

trznej. Plik taki nazywany jest plikiem surowym lub plikiem

RAW

.

W aparatach ni

ż

szej klasy dane "surowe" od razu poddawane s

ą

obróbce w aparacie

fotograficznym i do pami

ę

ci zewn

ę

trznej zapisywane jest gotowe zdj

ę

cie w formacie JPEG. Takie

zdj

ę

cie mo

ż

na potem nieco korygowa

ć

w komputerze odpowiednim programem ale mo

ż

liwo

ś

ci

tych korekcji s

ą

nieporównanie mniejsze ni

ż

w przypadku zapisanego pliku RAW. Jednak pliki

RAW s

ą

bardzo du

ż

e (około 3 do 5x wi

ę

ksze) od wynikowych JPEG-ów a do tego "przerobienie"

ich na zdj

ę

cie wymaga sporo czasu, umiej

ę

tno

ś

ci i odpowiednich programów.

U

ż

ywasz Facebooku'a? Kliknij "lubi

ę

to", b

ę

dziesz dostawał informacje o nowo

ś

ciach na

naszym serwisie.

3,2 tys.

Lubi

ę

to!

Lubi

ę

to!

Regulamin serwisu

Copyright: 2006-2015 Roman Goc, Michał Goc

Budowa matrycy CCD

http://www.fotoporadnik.pl/ccd-budowa-1.html

2 z 2

2015-03-03 20:16