Wo ist der Farbmosaikfilter bei einem DSLR-Sensor?

Ich habe mir dieses Tutorial von Astostuff zum Abnehmen des heißen Spiegels an einer D70 angesehen, kann aber auf der Seite nicht herausfinden, wo sich der Farbmosaikfilter befindet.

Ist es möglich, den Farbmosaikfilter vom Sensor zu entfernen? Muss beim Umrüsten der Kamera auf IR der Filter entfernt werden? Erziele ich signifikante Gewinne, wenn ich den Farbmosaikfilter entferne? Absorbiert der Farbfilter keine IR-Photonen?

Ich glaube nicht, dass du das abnehmen kannst. Es gibt einen Anti-Aliasing-Filter und das Farbarray, die als Teil des Sensors hergestellt werden. (Der Artikel entfernt nicht das Farbarray-Bit, nur den IR-Filter)
Der Anti-Aliasing-Filter ist manchmal entfernbar und nicht wie die Bayer-Filter tatsächlich auf dem CCD/CMOS-Sensor aufgebracht. Im Allgemeinen ist der Aliasing-Filter genau wie der Hot-Mirrror nur ein Teil des Filter-Stacks.
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Ich habe hier eine kaputte Kamera (7700 IIRC), die einen Duff-CCD hat. Da es eindeutig Wasser im Sensor hatte, stört es mich nicht, wenn es kaputt geht. Ich werde verschiedene Techniken ausprobieren, einschließlich der Methode "in Aceton kochen", und euch wissen lassen, wie es ankommt. -Eine Mailto-Mandoline bei cwgsy dot net

Antworten (6)

Es ist möglich, das CFA (Farbfilter-Array) zu entfernen, aber extrem schwierig. Es gibt mindestens ein Unternehmen, das dies tun wird (Maxmax, wie asalamon74 feststellt). Dies ist für die IR-Konvertierung völlig unnötig, tatsächlich ist eines der Dinge, die ich an der IR-Fotografie mag, das Spielen mit den schwachen Farben, die daraus resultieren, was den CFA erfordert.

Warum Sie es entfernen möchten ... Empfindlichkeit. Jeder der Farbfilter filtert etwa zwei Drittel des einfallenden Lichts heraus. Wenn Sie sie entfernen, erhalten Sie eine Graustufenkamera, die 1,6 Stufen empfindlicher ist. Wenn Sie also mit dieser Kamera normalerweise ISO1600 verwenden müssten, könnten Sie mit ISO500 aufnehmen

Außerdem müssten Sie die resultierenden Bilder nicht demosaikieren, sodass Sie eine Steigerung der Schärfe erhalten, ähnlich wie bei einer Sigma Foveon-Kamera.

Wenn Sie eine tiefe IR-Konvertierung (880 nm oder kürzer) durchführen, verlieren Sie sowieso Farbinformationen, sodass Sie durch das Entfernen des CFA nichts zu verlieren haben.

+1 Aber wenn ich das richtig verstehe, wird jeder Sensor für genau eine Farbe gefiltert. Wenn Sie den Filter entfernen, erhalten Sie also nur +2/3 Blenden, wodurch ISO 1600 auf ISO 1000 geändert wird, nicht ISO 500.
@whuber Wenn Sie den Filter entfernen, verdreifachen Sie die Lichtmenge [ungefähr], wenn Sie zuvor nur rotes Licht hatten, erhalten Sie jetzt Rot plus Grün plus Blau! Eine dreifache Erhöhung wäre 1,6 Stopps (Verdopplung ist ein Stopp, Vervierfachung sind zwei Stopps ...), aber die Reaktion jedes Filters überlappt sich bis zu einem gewissen Grad, sodass es nicht genau ein Faktor von drei ist, wahrscheinlich eher 2,5 oder 1,3 Stopps.
@Matt Ich verstehe das immer noch nicht. Betrachten Sie die vier Sinne, die eine Zelle im Array bilden. Beim Bayer-Filter haben zwei grüne Filter, einer rot, der letzte blau. Angenommen, jeder gibt eine Einheitsantwort auf ein eingehendes Bild. Die Gesamtantwort ist 1+1+1+1 = 4. Heben Sie jetzt den Grünfilter an: Die beiden ehemals grünen Sinne geben eine Antwort von 1,6. Heben Sie den Rotfilter an: Der frühere Rotsensor ergibt 1,6. In ähnlicher Weise ergibt der frühere Blaufilter 1,6. Die Gesamtantwort ohne alle Filter beträgt 1,6 + 1,6 + 1,6 + 1,6 = 6,4. Das Verhältnis 6,4:4 = 1,6 ist immer noch nur +2/3 Stopp.
@whuber es ist eigentlich so: Angenommen, jeder Sensel gibt eine Einheitsantwort aus, sodass die Gesamtantwort 1 + 1 + 1 + 1 = 4 beträgt. Heben Sie jetzt den grünen Filter an: Die beiden ehemals grünen Sensels geben jeweils 3 Antworten. Heben Sie den Rotfilter an: Der frühere Rotfilter ergibt 3. In ähnlicher Weise ergibt der frühere Blaufilter 3. Die Gesamtantwort, wenn alle Filter weg sind, ist gleich 3 + 3 + 3 + 3 = 12. Das Verhältnis 12:4 = 3. Weiß Licht besteht aus Rot + Grün + Blau. Wenn Sie einen Grünfilter haben, filtern Sie zwei Drittel des Lichts heraus und erhalten ein Drittel der Reaktion, die Sie ohne den Filter hätten. Nehmen Sie den Filter ab und Sie erhalten 3x mehr Licht
@Matt Ihre Berechnung ist unter der Annahme korrekt, dass jeder Filter 2/3 des Lichts ausschaltet. Im Nachhinein macht das sehr viel Sinn, da jeder Filter die anderen 2/3 des sichtbaren Spektrums unterdrücken muss. Einfacher ausgedrückt: Unabhängig davon, welche Farbe über jeden Sinn gelegt wird, ist sie ursprünglich auf etwa 1/3 des Spektrums beschränkt. Durch das Entfernen der Filter wird jeder Sinn dem vollen Spektrum ausgesetzt. Ergo verdreifacht sich die Lichtempfindlichkeit. Vielen Dank für Ihre Geduld!
@whuber, keine Sorge, in Wirklichkeit überschneidet sich die Reaktion jedes Filters, insbesondere der roten und grünen, also ist es keine Verdreifachung, aber es ist definitiv mehr als einen Stopp wert. Ich hätte wirklich gerne eine vom Hersteller produzierte monochrome Kamera ohne CFA- oder Anti-Aliasing-Filter, das wäre großartig!
Nur um das anzumerken, ist es möglich, den CFA von jedem Sensor zu entfernen? Meines Wissens werden die Farbfilter heutzutage für die meisten CMOS-Sensoren direkt in das Silizium eingearbeitet, und die Filter befinden sich in der Regel UNTER den Mikrolinsen. Ist das Entfernen des CFA nur bei älteren Sensoren und/oder CCDs möglich?
@jr Die Maxmax-Site bietet an, die Filter sogar von einer Canon T2i zu entfernen, bei der es sich um eine neuere Kamera (1 Jahr alt) handelt. Die Kosten sind jedoch doppelt so hoch wie bei einer Konvertierung für eine 5D MKII (viel älter). @Matt FWIW, auf derselben Website heißt es, dass nach dem Entfernen des Filters "S/W-Kameras mit sichtbarem Licht etwa 1 Belichtungsstopp erhalten können". Das stimmt mit Ihrer Schätzung überein; In meinen Worten entspricht dies jedem Farbfilter, der im Durchschnitt die Hälfte des sichtbaren Spektrums entfernt.
@Matt Grum, Vision Research und Photron stellen, wenn auch nicht Ihre typischen Verbraucherkameras, Kameras mit und ohne CFA her. Die monochromen Versionen sind deutlich empfindlicher als ihre farbigen Pendants. Eine kleine Nebensache, wie mache ich das zu einem Kommentar zu einer der anderen Antworten? Tut mir leid, ich lerne immer noch die ganzen Stackexchange-Websites.

Wenn Sie das Farbfilterarray entfernen, haben Sie (theoretisch) eine Schwarzweiß-DSLR. Das Entfernen des Filters ist ziemlich kompliziert, es gibt einige Unternehmen, die eine DSLR-Schwarzweiß-Konvertierung wie maxmax anbieten . Überprüfen Sie ihre Webseite, sie haben ziemlich gute Beispielfotos.

+1 Diese Webseite enthält großartige Erklärungen und Illustrationen, die Antworten auf die ursprüngliche Frage geben. Die Antworten sind: unter dem Mikrolinsen-Array und AAF; ja (es ist möglich, aber schwierig); ja (für volle IR); ja (je nachdem, was Sie unter „erheblich“ verstehen); nein (der Farbfilter absorbiert IR-Photonen).

Ich habe mir kürzlich die Reaktionskurve für die Bayer-Muster angesehen und bin nur auf eine Kamera gestoßen, die die Kurve durch den NIR-Bereich lieferte.

Beachten Sie, dass diese Kurve die Empfindlichkeit des jeweiligen Sensors mit angebrachtem Bayer ist (q(cmos)*q(bayer)). Der NIR-Bereich ist ziemlich identisch mit der monochromen Version dieser Kamera, was bedeutet, dass das Bayer-Muster im NIR-Bereich nichts bewirkt. Unter der Annahme, dass das Bayer-Filtermaterial auf der ganzen Linie gleich ist, müssen Sie es nicht entfernen. Entfernen Sie einfach den NIR-Sperrfilter.

Wenn Ihr NIR-Licht um 850 nm zentriert ist, haben alle Pixel die gleiche Empfindlichkeit und Sie können durch horizontales und vertikales Binning ein schönes NIR-Bild erstellen, ohne das Bayer-Muster zu entfernen.

Bayer-Antwort NIR

*Binning: In einer Bildverarbeitungskamera können Sie "Binning" in der Hardware einstellen, dh die Pixel 2x2 gruppieren, die Auflösung in beide Richtungen halbieren, aber ein besseres Signal-Rausch-Verhältnis erzielen (was Sie im NIR-Bereich benötigen).

Zumindest aus praktischer Sicht ist der Farbfilter nicht entfernbar (Sie können ihn wahrscheinlich entfernen lassen, aber ein Entfernen selbst kommt meistens nicht in Frage). Es ist Teil des Sensors selbst, vor den Sensorschächten, aber hinter den Mikrolinsen. Um es zu entfernen, müssten Sie die Mikrolinsen entfernen, den Farbfilter entfernen und dann wieder neue Mikrolinsen aufsetzen.

Während es ziemlich einfach ist, einen Sensor ohne Farbfilter herzustellen (und das wurde getan), wäre es schwieriger, einen von einem vorhandenen Sensor zu entfernen – bis zu dem Punkt, an dem es meistens unpraktisch ist.

Das Farbfilterarray befindet sich normalerweise direkt auf dem Sensor unter einer Infrarotfilterplatte. Nach Entfernen des IR-Filters kann der CFA mechanisch vom Sensor abgeschabt werden:

CFA vom Kamerasensor abkratzen

Die Auswirkungen dieses destruktiven Prozesses werden hier detailliert beschrieben .

Woah! für Leute, die ihre Ausrüstung hassen.

Das Entfernen des Bayer-Filters im Rahmen einer IR-Konvertierung ist nicht erforderlich. In meinen Tests scheint der Bayer-Filter für IR transparent zu sein.

Vergleichen Sie die Kurven der spektralen Empfindlichkeit und QE verschiedener Lichtwellenlängen auf einem CMOS-Sensor . Sie können leicht erkennen, dass die Kurven fast perfekt übereinstimmen.

Beim Entfernen des Bayer-Filters werden normalerweise auch die auf dem Filter geschichteten Mikrolinsen entfernt. Die Bayer-Entfernung neigt also dazu, die Leistung bei schlechten Lichtverhältnissen zu verringern und Pixelvignettierung zu erzeugen, insbesondere bei Objektiven mit kürzerer Brennweite.

Diese Antwort sollte jedoch nicht darauf hindeuten, dass die Bayer-Entfernung eine schlechte Idee für Vollspektrum- und Schwarzweiß-Konvertierungen ist.

Wo ist der Farbmosaikfilter bei einem DSLR-Sensor?
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