3CCD-сенсор

3CCD видеокамера Canon xm2

Пример работы дихроической призмы

3CCD-сенсор или Фотоэлектрический датчик — устройство основывающееся на технологии получения цветного изображения применением трёх фотодатчиков света и дихроических призм, делящей поток лучей света (RGB) на три пучка: R,G,B (красный, зелёный и синий). Каждый из этих пучков направляется на отдельную матрицу, расположенную на призме.

Несмотря на то, что в качестве фотодатчиков используются три монохромные матрицы (фото) R,G,B, изготовленные по различным технологиям. Единственным широко распространённым стало применение именно трёх CCD-матриц. Что и дало название данному методу получения цветного изображения в фото- и видеоаппаратуре и обозначению 3CCD, используемому в названиях камер.

История и аналоги

Технология с цветоделением светового потока применялась в цветных телевизионных камерах, причём сначала использовались полупрозрачные зеркала и светофильтры. Разработка и изготовление дихроичных призм позволили поднять светочувствительность таких камер.

Дихроическая призма

Дихрои́ческая призма — основной элемент системы 3CCD.

Системы 3CCD-сенсор по сравнению с ПЗС-сенсор

Преимущества

Рис.1. Схема призмы трихроичного светоделителя типа Philips с другим порядком цветоделения, чем сборка, показанная на фотографии. Красные и синие лучи подвергаются одному общему внутреннему отражению на воздушном зазоре и границе воздуха / стекла соответственно, в то время как другие отражения являются дихроичными. Эта конструкция имеет преимущество над вышеуказанным типом, что все 3 разделенных изображения обращены в боковом направлении (как с одним датчиком). В первом типе синее изображение не перевернуто латерально, а два других перевёрнуты.

• Лучшая передача цветов изображения, полное отсутствие цветного муара;
• Отсутствие необходимых для восстановления потерянной информации алгоритмов дебайеризации, применяемых в однослойных матрицах с фильтром Байера;
• Выше разрешающая способность (оптика). Отсутствует необходимый для устранения муара low-pass фильтр;
• Выше светочувствительность и меньший уровень шумов благодаря отсутствию потерь в фильтрах;
• Применение цветокоррекции установкой дополнительных фильтров перед отдельными матрицами. ( не перед съёмочным объективом), что позволяет добиться существенно лучшей цветопередачи при нестандартных источниках света с сохранением высокой чувствительности системы в целом;
• Имеется озможность повышения эффективного разрешения сверх разрешения отдельной матрицы вдвое по одной из координат, сдвинув три матрицы друг относительно друга на 1/3 пиксела и проведя интерполяцию трёх изображений с учётом этого сдвига. Данная технология получила наименование «Pixel shifting».

Недостатки

• Принципиально бо́льшие габаритные размеры;
• Трёхсенсорная система не может использоваться с традиционным зеркальным видоискателем, а также с объективами с малым рабочим отрезком (задним вершинным расстоянием);
• В трёхсенсорной схеме есть проблема сведе́ния цветов. Такие системы требуют точной юстировки, причём чем большего размера матрицы применяются и чем больше их физическое разрешение, тем сложнее добиться необходимого класса точности;

См. также

• Матрица (фото)
• Массив цветных фильтров
• Фильтр Байера