Czy czujniki cyfrowe są wrażliwe na UV?

18

Czy istnieje sposób, kształt lub forma rejestrowania światła ultrafioletowego przez czujnik cyfrowy? Idealnie, pytanie to jest ściśle związane z czujnikiem, nawet bez szklanej soczewki, pomiędzy którą mógłby przeciąć lub zablokować światło UV. Ale oczywiście nie robię zdjęć nagim czujnikiem, mam również obiektyw, więc chciałbym również wiedzieć, ile UV dociera do czujnika na początek.

jfklein13
źródło

Odpowiedzi:

23

Tak, czujniki cyfrowe są rzeczywiście wrażliwe na światło UV, a także znaczną część widma w podczerwieni. Większość cyfrowych czujników jest wyposażona w wielowarstwowe, wielowarstwowe filtry, które są przeznaczone do filtrowania rozszerzonych zakresów promieniowania UV i IR. Ogólnie rzecz biorąc, filtrowane cyfrowe czujniki są wrażliwe na znacznie szerszy zakres światła niż ludzkie oko, od około 250 nm (zakres bliskiego UV) przez światło widzialne (400 nm do 750 nm) i w dół około 780 nm (zakres IR). Niefiltrowany czujnik cyfrowy jest wrażliwy na znacznie większy zakres, od głębokiego UV (200 nm, prawdziwe UV) do prawdziwego IR (aż do 900 nm) [# 1]. Należy zauważyć, że czułość nie jest stała w tym zakresie, a opadanie jest dość szybkie i staje się znaczące wraz z oddalaniem się od 380 nm. To samo dotyczy zakresu podczerwieni. Średni wzrok człowieka wynosi od około 390 nm do 700 nm, podczas gdy niektórzy ludzie są bardziej wrażliwi i widzą od około 380 nm do 750 nm.

Pomimo filtracji zastosowanej w czujnikach cyfrowych światło UV nadal stanowi problem i może wpływać na równowagę kolorów. Ogólnie rzecz biorąc, zdolność wykrywania światła UV nie stanowi dużego problemu, ponieważ czujniki cyfrowe mają stosunkowo słabą wrażliwość na niebieski, a czułość UV jest na ogół rejestrowana jako niebieska. Jednak bez odpowiedniej filtracji dyspersja UV może generować zakłócające światło, które może być uchwycone przez czujnik cyfrowy, co może skutkować raczej niepożądanym wynikiem.

Należy zauważyć, że szkło optyczne odfiltrowuje znaczną ilość światła UV. Większość długości fal UV do około 310 nm jest blokowana przez szkło obiektywu, a pozostałe od 310 nm do 380 nm można zablokować za pomocą filtra UV / Haze. Jeśli chcesz tworzyć obrazy w zakresie światła UV, dostępne są specjalne soczewki. Niestandardowe materiały, takie jak kwarc lub fluorek wapnia, mają większą przezroczystość w widmie UV. Z perspektywy obrazowania z kamery większość badań pokazuje, że najciekawsze długości fal UV prawdopodobnie leżą między 250 nm a 310 nm [# 2]. Aby uzyskać wyraźne ujęcie UV, konieczne może być usunięcie filtra UV zakrywającego sam czujnik. Jest to podobne do usuwania filtra podczerwieni podczas modyfikowania kamery do pracy w podczerwieni lub może obejmować usunięcie całego aparatu filtrującego, który usunąłby jednocześnie filtry UV i IR (w zależności od kamery).

  1. Obrazowanie w podczerwieni i promieniowaniu ultrafioletowym za pomocą czujnika CMOS z warstwowymi fotodiodami
    • We wstępie omówiono niefiltrowany warstwowy zakres czułości CMOS: 200 nm - 1100 nm
    • Warstwowe CMOS (tj. Foveon) mają zwykle większy zakres czułości niż bayos CMOS
    • Interesująca dyskusja na temat indywidualnej czułości długości fali dla każdej kolorowej strony (w tym wykresy)
    • Wydaje się trochę nieaktualny (okres 2003/2004?), Ale nadal przydatny
  2. Cyfrowe obrazowanie odbite-ultrafioletowe
    • Starszy artykuł sprzed kilku lat dotyczy obrazowania w świetle odbitym
    • Omówiono naturę obrazowania UV i to, jak różni się on od obrazowania wizualnego / IR
  3. Wratten 18A: Problematyczny filtr do fotografii w świetle odbitym
    • Ciekawy artykuł, który wykorzystuje oryginalny Canon Rebel i filtr Wratten 18A do obrazowania UV
    • Wratten 18A przepuszcza promieniowanie UV od ~ 290 nm do 400 nm
    • Starsza matryca Canon Rebel CMOS wydaje się dobrze obrazować ten zakres długości fali
  4. Czujniki CMOS światła widzialnego
    • Strona 7 ma wykres CMOS w porównaniu do czułości ludzkiego oka
    • Zatrzymuje się przy 400 nm, ale pokazuje, że krzywa czułości CMOS jest nadal dość wysoka w tym punkcie i spada przy umiarkowanej krzywiźnie (prawdopodobnie kończy się około 250 nm - 290 nm)
jrista
źródło
Wow, wiele dobrych informacji tutaj. Czy masz jakieś źródła do cytowania?
jfklein13,
Tak, jednak są one zakładki w domu. Niestety, większość z nich to prace naukowe w formacie PDF. Najlepiej było z naukowym obrazowaniem w UV i dyskutowano o alternatywnych materiałach soczewkowych, takich jak kwarc i pochodne fluoru. Zobaczę, czy uda mi się je wykopać.
jrista
Nie jestem pewien, czy rzeczywiście dodałem do zakładek jakieś rzeczy, które przeczytałem o obrazowaniu w podczerwieni i UV za pomocą aparatów cyfrowych. Dostępnych jest umiarkowana ilość informacji na ten temat, ale pamiętam, że większość z nich jest zawarta w plikach PDF, zwykle w jakiejś pracy naukowej lub oficjalnym badaniu. Będę musiał powtórzyć moje wyszukiwania, aby uzyskać cytowane referencje.
jrista
1

Powszechnie akceptowanym poglądem jest to, że nie są. Jednak zobacz ten opis testów empirycznych (z 2004 r.), Który wydaje się potwierdzać, że testowane czujniki cyfrowe były wrażliwe na promieniowanie UV, choć znacznie mniej niż film.

Vanden
źródło
3
Ten „zaakceptowany” widok jest generalnie tylko dlatego, że większość opublikowanych specyfikacji dostarcza tylko informacje o absorpcji światła i czułości czujnika od około 400 nm do 750 nm, czyli zakresu światła widzialnego. Większość tych informacji wskazuje, że niebieskie zdjęcia na szczycie czujnika przy około 380-400 nm, ale nie pokazują, gdzie się zaczynają. Niezależne badania innych firm pokazują, że czułość UV cyfrowych czujników CCD i CMOS zaczyna się znacznie wyżej, od 250 nm aż do 200 nm.
jrista
1

Tak, są jak wskazano. Ale chcę dodać, że czujniki w aparatach cyfrowych nie są w rzeczywistości cyfrowe.

W Przetwornik obrazu przetwarza światło na sygnał elektroniczny. Tylko dlatego, że jest elektroniczny, nie znaczy, że musi być cyfrowy. Istnieją sygnały analogowe i sygnały cyfrowe . oba są elektroniczne.

Następnie przechodzi przez przetwornik analogowo-cyfrowy. Cóż, tak naprawdę przechodzi przez wzmacniacz wcześniej, ale w każdym razie. To właśnie wtedy staje się cyfrowy i może być przetwarzany, kompresowany i wszystko, co jeszcze zostało zaprogramowane.

Pomyślałem, że to tam przedstawię.

BBking
źródło