מטריצת חיישנים

מתוך קליקי, מיקרופדיה חופשית לאמנות הצילום.

צילום דיגיטלי :

מטריצה - RAW - קרופ דיגיטלי - EXIF - אינטרפולציה - דחיסה - DSLR - מרחב צבעים - עומק צבע - פוטושופ - צילום דיגיטלי - רעש

מטריצת החיישנים היא רכיב אלקטרוני הקולט את חלקיקי האור החודרים דרך העצמית , הצמצם והתריס, ואשר רכיביו רגישים לאור ומגיבים אליו חשמלית. שינוי הרכיבים הוא למעשה רישום התמונה על גבי מטריצת החיישנים. מהמטריצה עובר המידע אל המעבד, ולאחר העיבוד נשמר בכרטיס הזכרון, על פי ההגדרות שניתנו לו מראש. אם הוגדרה דחיסה - מעבד המצלמה יעביר תמונה דחוסה. אם הוגדר צילום בתבנית RAW או TIFF- המידע שקלטה המטריצה יועבר כמות שהוא, ללא דחיסה, אינטרפולציה או עבוד ממוחשב מסוג כלשהוא. לפירוט של התהליך במדויק, ראה ערך צילום דיגיטלי.

מטריצת החיישנים מחליפה את סרט הצילום במצלמה דיגיטלית.

למטריצה של מצלמות נפוצות בשוק ישנם 2-8 מיליון חיישנים, למקצועיות יהיו מטריצות של 6-22 מיליוני חיישנים. על פני שטח המטריצה מותקן מסנן AA ומסנן צבעוני בדוגמת באייר, בד"כ מוסיף היצרן עוד מסנן נגד אור אינפרא אדום שנקרא גם מראה חמה בפי כל.

רובן המוחלט של המטריצות בשוק הן בעלות מבנה שתי וערב, אך התחום מתפתח תדירות וחברת פוג'יפילם מקדמת חיישן שבו הקולטנים מסודרים ברשת בסיבוב של 45 מעלות וחלוקת טווח הרגישות בין שני קולטנים להגדלת התחום הדינאמי. לסידור הזה הם קוראים SuperCCD והויכוח על מעלות המטריצה הזו עדיין מתמשך ללא מסקנה מוחלטת.

מטריצה שונה אחרת היא המטריצה של פובאון, בינתיים השימוש רק במצלמות הDSLR של סיגמא. מהנדסי החברה מצאו דרך לדגום את כל שלושת הצבעים בנקודה אחת ע"י שימוש מקורי בתכונות של הסיליקון הרגיש לאור שבקולטן. עוד על השיטה במאמר על פובאון.

כיום נפוצות מספר טכנולוגיות של מטריצות חיישנים בשוק:

• CMOS- Complementary Metal Oxide Semiconductor - מצויות בעיקר במצלמות DSLR של קנון
• CCD - Charge Coupled Device
• JFET (Junction Field Effect Transistor) LBCAST (Lateral Buried Charge Accumulator and Sensing Transistor array) בחלק ממצלמות ניקון החדשות. טכנולוגיה דומה לCMOS הנזכר לעיל.

השוואה בגדלים היחסיים של הקולטנים במטריצות ממצלמות שונות ניתן למצוא כאן: http://www.dpreview.com/reviews/nikond2x/

מטריצה גדולה או קטנה?

• יתרונות למטריצה קטנה
  • הוזלה משמעותית של עלויות המטריצה.
  • עומק שדה אופייני גדול יותר לצילום עם כיסוי נתון (כאשר רצוי עומק שדה גדול - לדוגמה בצילום מאקרו).
  • מאפשר שימוש בעצמיות קטנות קלות וזולות יותר, עם מעגל דמות קטן.
  • בעצמיות עם מעגל דמות גדול, משתמש רק בחלק האמצעי, האיכותי ביותר, של הדימוי שיוצרת עצמית.

• יתרונות למטריצה גדולה
  • עומק שדה אופייני קטן יותר לצילום עם כיסוי נתון (כאשר רצוי עומק שדה קטן - לדוגמה בצילום פורטרט).
  • צפיפות נמוכה - מאפשרת יכולות סיגנל לרעש טובות יותר.
  • צפיפות נמוכה - מאפשרת רגישות מופחתת ל CROSS TALK וזליגה בין פיקסלים סמוכים.
  • צפיפות נמוכה - מאפשרת טווח דינמי גדול יותר.

לעיון נוסף

• ניקוי מטריצה

צ"ל: מבנה "באר סיליקון" של קולטן (חיישן?), כתיבת הערך של מסנן AA/מיקרועדשות.

הערה: כמו הבלבול הלשוני בין עדשה לעצמית (ראה למה עצמית ולא עדשה) יש גם המכנים את מטריצת החיישנים שבה מליוני חיישנים ועשרות מליוני טרנזיסטורים בשם היחיד "חיישן". לצורך הבהירות נשתדל להבדיל באתר בין המושגים.