Lampa elektronowa typu Vidicon, źródło: Wikimedia Commons

Rozmiar matryc światłoczułych – co jest z tymi calami?

Zastanawialiście się kiedyś co oznacza przykładowo 1/3,2″, podane jako rozmiar matrycy w specyfikacji aparatu fotograficznego wbudowanego w telefon komórkowy? No tak – jest to oczywiście, wyrażona w calach, długość przekątnej sensora światłoczułego. No to policzmy. Jako modelowy telefon niech posłuży nam Samsung Galaxy S III, który jest mi bliski, bo się nim na co dzień posługuję :). Producent wyposażył ten smartfon w matrycę światłoczułą o rozmiarze 4,54 mm x 3,42 mm. Jak łatwo wyliczyć, korzystając z twierdzenia Pitagorasa, jego przekątna ma długość około 5,68 mm. Świetnie. Z drugiej strony, we wszelakich materiałach dotyczących tego telefonu, jako wielkość matrycy podaje się: 1/3,2″. 1 cal to 25,4 mm, więc 1/3,2″ to około 7,94 mm…

Coś tu nie gra, prawda? 5,68 mm z pewnością nie równa się 7,94 mm, a różnica między tymi dwiema wartościami jest tak duża, że na pewno nie wynika z błędów zaokrąglania podczas obliczeń.

Żeby wyjaśnić zagadkę, trzeba powiedzieć kilka słów o historii kamery telewizyjnej. Kamera telewizyjna, w przeciwieństwie do kamery filmowej, od samego momentu wynalezienia, jest urządzeniem przeznaczonym do konwersji obrazu optycznego na sygnał elektryczny. Wymyślono ją już w latach trzydziestych dwudziestego wieku. Zaraz, zaraz, ale przecież detektory CCD (znane z aparatów cyfrowych sprzed kilku lat, obecnie coraz częściej wypierane przez detektory CMOS) zbudowano dopiero pod koniec lat sześćdziesiątych ubiegłego wieku! Jak w takim razie zamieniano obraz optyczny na odpowiadający mu elektryczny, przez kilkadziesiąt lat, zanim nastąpiła era matryc CCD? Otóż służyły do tego celu lampy elektronowe, zwane, ze względu na swoją funkcję, lampami analizującymi. Nie będę tutaj wnikał w zasadę ich działania, za to pokażę jak jedna z takich lamp wygląda:

Lampa elektronowa analizująca typu Vidicon, źródło: Wikimedia Commons

Lampa elektronowa analizująca typu Vidicon, źródło: Wikimedia Commons

Jak widzicie, taka lampa ma postać rury o pewnej średnicy wyrażanej w calach. Ta konkretna – ze zdjęcia – posiada średnicę 2/3″. Nie oznacza to jednak, że część aktywna (światłoczuła) lampy ma również średnicę 2/3″! Średnica powierzchni uczulonej na światło stanowi jedynie około 2/3 średnicy całej lampy analizującej.

I tutaj zbliżamy się do rozwiązania naszej zagadki z „dziwnymi calami” w opisach matryc światłoczułych. Otóż z jakichś powodów, przyjęło się wyrażać rozmiary detektorów, poprzez podawanie średnic odpowiadających im starych poczciwych lamp elektronowych. Co konkretnie znaczy w tym przypadku „odpowiadających”? To znaczy takich, które zastosowane zamiast matrycy, nie zmieniłby kąta widzenia badanego aparatu. Jak wiadomo kąt widzenia aparatu fotograficznego zależy między innymi od wielkości zastosowanego detektora. 1/3,2″ w specyfikacji modułu foto Samsunga Galaxy S III oznacza, że jego detektor ma przekątną równą średnicy światłoczułego elementu lampy analizującej o rozmiarze 1/3,2″. Inaczej mówiąc, te 1/3,2″ (7,94 mm) to zewnętrzna średnica całej lampy analizującej. Dopiero wzięcie około 2/3 tej wartości, mniej więcej mówi coś o wielkości samego elementu światłoczułego. Zobaczmy: 7,94 mm * 2/3 równa się około 5,29 mm – co jest już dosyć bliskie obliczonej długości przekątnej naszego modelowego sensora.

Wszystko to jest dość zagmatwane i tak naprawdę trochę bez sensu :). Właściwie oznaczenia matryc wyrażone w ułamkach cala niewiele mówią o ich faktycznym rozmiarze; nadają się tylko dobrze do układania poszczególnych matryc wielkościami w szereg. Zawsze bowiem jest prawdą, że matryca 2/3″ > od matrycy 1/2,5″ > od matrycy 1/3″ > od matrycy 1/3,2″ itd. Kiedy zależy nam na poznaniu dokładnych wymiarów danego detektora, zawsze należy poszukać jego rozmiaru w milimetrach.

komentarze 2 dla "Rozmiar matryc światłoczułych – co jest z tymi calami?"

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

CommentLuv badge