Camera Sensor

(16)   Camera Sensor                               ဓါတ္ပံု ပညာရပ္ဆိုင္ရာ မွတ္စု (၁၆)

 

Camera  Sensor အေၾကာင္း သိေကာင္း ဘြယ္ရာ

 

By Soe Hlaing

Digital ကင္မရာမ်ား မေပၚမွီ က Lens မွ၀င္လာသည့္ ပံုရိပ္ ( Image )ကို ဖလင္ ( Film ) က ဖမ္းယူကာ ေပၚေဖၚေပးသည္။ Digital ကင္မရာမ်ား ေပၚလာသည့္ အခ်ိန္တြင္မူ ကင္မရာ၏ Lens မွ ၀င္လာေသာ ပံုရိပ္ အား Film အစား ကင္မရာ Sensor က ပံုေဖၚေပး သည္။ Immage Sensor သည္ အျမင္ပံုရိပ္ (Opti cal Image) ကို  Digital Photo ျဖစ္လာေစရန္အတြက္ Electronic Signal အျဖစ္ ေျပာင္းေပးသည့္ အရာျဖစ္သည္။

ဖလင္ ေခတ္တြင္လည္း ဖလင္ အရြယ္ အစား အမ်ိဳးမ်ိဳး ရွိသကဲ့ သို႕ Digital Sensor သည္လည္း အရြယ္ အစားအမ်ိဳးမ်ိဳး ရွိသည္။ အေသးဆံုး Compact Camera မွသည္ DSLR 35mm အထိ အရြယ္ အစားအမ်ိဳးမ်ိဳး ရွိသည္။

 

 

Digital Camera အတြင္းရွိSensor Size အၾကီး ႏွင့္ Micro Sensor အေသး ကို ယွဥ္ျပထားပံု။

 

 

 

ကင္မရာအတြင္းရွိ Sensor ကိုေတြ႕ ျမင္ရမည့္ ပံု။

 

အရြယ္ အစား အမ်ိဳးမ်ိဳးေသာ Sensor မ်ား။

 

အၾကမ္း ဖ်ဥ္း ေျပာရပါလွ်င္ Sensor Size အရြယ္ အစား ေသးပါက ၄င္းအေပၚ တြင္ ထင္ လာသည့္ ပံု ရိပ္ ေသးမည္ ျဖစ္ျပီး အထက္ေဖၚျပပါ နမူနာပံုစံ ထဲ ရွိ  Sensor အရြယ္ အစားမ်ားထဲ မွအၾကီး ဆံုး  Sensor ျဖစ္ေသာ 35mm ေပၚတြင္ ထင္သည့္ ပံု မွာ အၾကီးဆံုး ျဖစ္ေပလိမ့္မည္။ Sensor အေသး ေပၚတြင္ ေပၚလာသည့္ ပံုရိပ္ အေသးကို Sensor အၾကီး ျဖစ္သည့္ 35mm Full Size ေပၚတြင္ ထင္လာသည့္ ပံု အရြယ္ အစား ရေအာင္ Camera Firmware က Crop လုပ္မည္ တစ္နည္း အားျဖင့္ အၾကီး ခ်ဲ႕မည္ ဆိုပါက Sensor အေသး ႏွင့္ ရိုက္ကူးထားသည္ မူလ ပံု ၏ အရည္ အေသြး ေလွ်ာ့ သြားမည္ ျဖစ္သည္။ ျပတ္သား မွဳ က်ဆင္း သြားမည္ ျဖစ္သည္။ 35mm Sensor ကို 35mm Film ဖလင္ အရြယ္ ႏွင့္ ႏွိဴင္းဆက Full Frame ဟု ေခၚၾကသည္။  Nikon တြင္ အတိုေကာက္ အားျဖင့္ FX Format ဟုအတိုေကာက္ ေခၚသည္။ ၄င္းထက္ ငယ္ ေသာ Sensor Size DSLR ကင္မရာမ်ားကို Nikon တြင္ DX Format ဟု ေခၚသည္။

 

       Full Frame ႏွင့္DX Format တို႕၏ Sensor အသီးသီးေပၚတြင္ ထင္ မည့္ ပံုရိပ္ အေနအထား။

 

 

             Full Frame ႏွင့္DX Format တို႕၏ ပံုရိပ္ ေဖၚေဆာင္ေပးမည့္ အေနအထား။

 

ကင္မရာ ေပါင္း မ်ာစြာ ရွိေသာ္လည္း လက္လွမ္းမွီရာ Nikon ကင္မရာ ႏွင့္ ဥပမာ ေပး ရေသာ္- Nikon Full Frame, 35mm ၏ Sensor ၏ အလွ်ား ႏွင့္ အနံ မွာ ( 36mm X 24mm ) ျဖစ္ျပီး Advanced Photo System – C  (APS-C) အမ်ိုဳး အစားျဖစ္သည့္ Nikon DX အမ်ိဳးအစား ကင္မရာ  Sensor Size  ၏ အလွ်ား ႏွင့္ အနံ မွာ   ( 23.7mm X 15.8mm ) ျဖစ္သည္။ Full Frame သည္ 35mm Film ကို ႏွိဳင္းရပ္ထားကာ 35mm Full Frame ဟု ေခၚေစကာမူ ၄င္း Sensor ၏ အလွ်ားမွာ 36mm ရွိသည္။ Nikon DX ၏ Sensor ေပၚတြင္ ထင္ သည့္  ပံု ရိပ္ကို  ( 1.5 x ) နွင့္ ေျမာက္ပါ မွ  Nikon  Full Frame  35mm Sensor ေပၚတြင္ ထင္သည့္ ပံု ရိပ္ အရြယ္ (Size) ကိုမွီလိမ့္ မည္။ ဤ ေျမွာက္ ေဖၚ ကိန္းကို Crop Factor ဟုေခၚသည္။

 

အထက္ပါ ကင္မရာ ႏွစ္ခုတြင္ DX Format Sensor sizs ကို (24 X 16) ဟု အနီးဆံုး ကိန္းျပည့္ ျဖင့္ ေဖၚျပထား သည္။ အတိအက် မွာမူ ( 23.7mm X 15.8mm ) ျဖစ္သည္။

 

Crop Factor တြက္နည္း

-      Full Frame (FX)  35mm  Sensor ၏ ( အလွ်ား X အနံ ) ၊ ( 36mm X 24mm) ၊ ေထာင့္ျဖတ္ (Diagonal ) = 43.3mm

-      DX Sensor ၏ ( အလွ်ား X အနံ ) ၊ ( 23.7mm X 15.8mm )၊ ေထာင့္ျဖတ္ ( Diagonal) = 28.4mm

 

          FX’s Diagonal 43.3mm (÷ ) DX’s Diagonal  28.4mm = 1.5246 Nearest= 1.5

အထက္ပါ တြက္နည္းသည္ Full Frame ၏ေထာင့္ ျဖတ္ မ်ဥ္း ကို DX ၏ ေထာင့္ျဖတ္မ်ဥ္း ႏွင့္ စား ျခင္း ျဖစ္သည္။ ရလဒ္မွာ  (1.5 ) ျဖစ္သည္။ ထို ႏွစ္ခု ၏ အလွ်ား ကို အလွ်ားျခင္း အနံကိုအနံျခင္း စား ပါကလည္း ထိုအေျဖအတုိင္းပင္ရသည္။ ေအာက္တြင္ တြက္ထားသည္ကို ၾကည့္ပါရန္။

-      FX  Sensor အလွ်ား 36mm (÷ ) Dx Sensor အလွ်ား  23.7mm =1.518 Nearest = 1.5

 

-      FX  Sensor အနံ     24mm (÷ ) Dx Sensor   အနံ    15.8 mm =1.518 Nearest = 1.5

ထို႕ ေၾကာင့္ Nikon DX ကင္မရာမ်ား၏ Crop Factor မွာ  1.5 ျဖစ္သည္။ Nikon DX  Format တြင္ Sensor Size ကြာျခားခ်က္မွာ ဒႆမ ကိန္းမွ်သာ ျဖစ္၍ Crop Factor တြက္ခ်က္ရာတြင္ အေျဖ၏ ကိန္းျပည့္ကို ထိခိုက္ျခင္းမရွိပါ။   Crop Factor သည္ ကင္မရာ တစ္ခု ႏွင့္ တစ္ခု မတူ ၾကပါ။

ကင္မရာ အမ်ိဴး အစားအလုိက္ Crop Factor မ်ား ေအာက္ပါ အတိုင္း ျဖစ္ပါသည္-

Canon - EOS 1D/1D MK II N   Crop Factor                           = 1.3 x

Nikon  - D40…./ D90/ D200/D 2X…. Crop Factor                   = 1.5 x

Minolta  - 7D/ Fuji S3 Pro/ Pentax ist DS/ Crop Factor           = 1.5 X

Canon    -  EOS 300D/ 400D/ 20D/ 30D     Crop Factor          = 1.6 X

Olympus   - E400/E-500/ E-300/ E-1            Crop Factor        = 2.0 X

အလြယ္တကူ ရွိထားသည့္ စာရင္းဇယားကို ေဖၚျပထားျခင္းသာ ျဖစ္ပါသည္. အျခားမ်ားစြာေသာ Model မ်ားတြင္လည္း အတန္အသင့္ ကြာ ျခားနိုင္ပါသည္။ 

 

 

                                                Black     – Full Frame
                                                Red       – 1.3x Crop Factor
                                                Yellow   – 1.5x Crop Factor
                                                Green    – 1.6x Crop Factor crop

ေအာက္ပါ ပံုမ်ားမွာ Full Frame 35mm Sensor ႏွင့္ ရိုက္ထားသည့္ ပံု ကိုပင္ APS - C (DX) Crop Factor Sensor အမ်ိဳးမ်ိဳး ျဖင့္ ရိုက္ ကာ  Crop Factor အလိုက္ ႏွိဳင္းယွဥ္ထား ျခင္း ျဖစ္သည္။

 

Full Frame (FX) 35mm ျဖင့္ ရိုက္သည္ တြင္ ေပၚလာသည့္ ပံု။

 

 

 

အထက္ပါ ပံုကိုပင္ Crop Factor 1.3 ရွိသည့္ APS-C ( DX) ျဖင့္ ရိုက္ရာတြင္ ေပၚလာသည့္ ပံု။

 

 

 

အထက္ပါ ပံုကိုပင္ Crop Factor 1.5 ရွိသည့္ APS-C ( DX) ျဖင့္ ရိုက္ရာတြင္ ေပၚလာသည့္ ပံု။

 

 

 

       အထက္ပါ ပံုကိုပင္ Crop Factor 1.6 ရွိသည့္ APS-C ( DX) ျဖင့္ ရိုက္ရာတြင္ ေပၚလာသည့္ ပံု။

Focal Length Multiplier (FLM)

Crop Factor ကို အခ်ိဳ႕ က Focal Length Multiplier (FLM) ၏ ေျမွာက္ေဖၚ ကိန္း အျဖစ္ေျပာၾကသည္မွာ မွန္ကန္ျခင္းမရွိပါ။ ။ FLM ကို ဥပမာ ျပရပါလွ်င္  Full Frame Lens ျဖစ္သည့္  Nikon 80-400mm Lens ကို DX Camera တြင္ တပ္၍ ရိုက္မည္ဆို ပါက Zoom အစတြင္ ရွိ Focal Length သည္ 80mm ရွိရမည့္ အစား ( 80mm X 1.5 ) = 120mm) ျဖစ္လာျပီး Zoom အဆံုးတြင္ 400mm ျဖစ္ရမည့္ အစား ( 400mm X 1.5 ) = 600mm  ျဖစ္သြား မည္။ Focal Length ကို crop Factor ျဖင့္ ေျမွာက္ ျခင္း ျဖစ္သည္။ ဤ တြက္ခ်က္ျခင္းကို Focal Length Multiplier (FLM) ဟုေခၚသည္။

 

Full Frame (FX ) ကင္မရာတြင္ DX မဟုတ္သည့္ Lens         Full Frame (FX ) ကင္မရာတြင္ DX Lens တပ္ရိုက္ပါက

တပ္ရိုက္ပါက FX Sensor ေပၚတြင္ ေပၚလာမည့္ ပံု။               FX Sensor ေပၚတြင္ ေပၚလာမည့္ ပံု။  Focal Length

                                                                               Multiplier ေၾကာင့္ အနီး ကပ္လာသည္။

                                                                           

Sensor အရြယ္ အစားမ်ား

 

 

 

CCD ႏွင့္ CMOS  Sensor မ်ား

အထက္တြင္ ေဖၚျပျပီး ခဲ့သည့္ အတိုင္း Immage Sensor သည္ အျမင္ ပံုရိပ္ ( Optical Image ) ကို Digital Photo ျဖစ္လာေစရန္အတြက္ Electronic Signal အျဖစ္ ေျပာင္းေပးသည့္ အရာျဖစ္သည္။ ဤ ကဲ့ သို႕ Immage Sensor မွ Electronic Signal သို႕ ေျပာင္းေပးသည့္ Sensor မ်ားစြာ ရွိသည္။ အဓိ အသံုးမ်ားသည့္ Sensor မ်ားမွာ -     

-      CCD ( Charge-Coupled Device ) Sensor

-      CMOS (Complementary Metal–Oxide–Semiconductor ) Sensor

-      Bayer Sensor

-      Foveon X3 Sensor

-      3CCD Sensor

စသည္ျဖင့္ျဖစ္ၾကသည္။ သို႕ ရာတြင္ လက္ရွိ ကင္မရာ အမ်ားစု သံုးေနၾကသည္မွာ CCD Sensor ႏွင့္ COMS Sensor မ်ားျဖစ္ၾကသည္။

 

 

 

 CCD Sensor                                 

 

CCD Sonsor သည္ Analog Device ျဖစ္သည္။ Sensor အေပၚ က်ေရာက္ လာသည့္ အလင္းေရာင္ အား ၄င္း၏ Photo Sensor က Electric Charge အျဖစ္ လက္ခံ ထားလိုက္သည္။ ယင္းေနာက္ Electric Charge ကို Voltage အျဖစ္ေျပာင္းေပးသည္။ ေနာက္ဆံုးတြင္ ကင္မရာ အတြင္းရွိ Circuitry က Digital Information အျဖစ္ ေျပာင္းေပးျခင္း ျဖစ္သည္။ CD Sensor ကို ကင္မရာမ်ားအျပင္  သိပၼံ ႏွင့္ နည္း ပညာ ဆိုင္ရာ ေဆးပညာ ရပ္ဆိုင္ရာ တို႕ ၏ အဆင့္ျမင့္ ပံုရိပ္မ်ား လိုအပ္ သည့္ေနရာမ်ားတြင္လည္း သံုးသည္။

 

                                             CCD Sensor တစ္ခု၏ပံု

 

 

CCD Sensor တစ္ခု၏ အလင္း ကို Photodiodes မွ တစ္ဆင့္ Electricity ၊ ယင္းမွ တစ္ဆင့္ Output တြင္ Electricity ကို Voltage ေျပာင္းေပးျခင္းကို ျပသည့္ ပံုၾကမ္း။

 

CMOS ( Complementary Metal-Oxide  Semiconductor )

CMOS Sensor သည္လည္း CCD Sensor နည္းတူပင္ အလင္း ကို Electronic  Signal အျဖစ္သို႕ ေျပာင္းေပးသည့္ အရာမ်ား ျဖစ္ၾကသည္။  CMOS  ကို Complementary Symmetry Metal Oxide Semiconductor ( COS-MOS ) ဟုလည္း ေခၚသည္။ Complimentary Symmetry ဆိုသည့္ စကားရပ္မွာ  CMOS အေနႏွင့္ Complementary and Symmetrical pair of  P-Type ႏွင့္  N-Type Metal Oxide Semiconductor တစ္စံုကို အသံုးျပဳ ၍ Light ကို ဖမ္းယူ ကာ Electronic  Signal သို႕ ေျပာင္းေပးျခင္းကို ဆိုလိုသည္။

                                                 CMOS Sensor တစ္ခု၏ပံု

  

CMOS Sensor တစ္ခု၏ အလင္း ကို Photodiodes မွ တစ္ဆင့္ Enectricity ၊ ယင္းမွ တစ္ဆင့္ COMS Sensor က Output တြင္ Electricity ကို Voltage သို႕ေျပာင္းကာ Pixel မ်ားအား Amplified လုပ္္ေပးသည္ ကို ျပသည့္ ပံုၾကမ္း။

 

လက္ရွိအေျခအေနတြင္ CCD ႏွင့္ CMOS Sensor ႏွစ္ခု အနက္ မည္သည့္ Sensor က ပို၍ နည္းပညာ တြင္ ေရွ႕ေျပးသည္ကို ယတိျပတ္ ေျပာရန္ ခက္သည္။ သူႈ႕ အားသာ ခ်က္ ႏွင့္ သူရွိၾကသည္။ သို႕ ရာတြင္ COMS Sensor သည္ Power အသံုးနည္းကာ Data ဖတ္ရာတြင္ ပို၍ ျမန္သည္ဟု သိရသည္။ ယခု ေနာက္ပိုင္း ကင္မရာ မ်ားတြင္ CMOS Sensor မ်ားသာ သံုးလာၾက သည္ကို ေတြ႕ရသည္။ Sensor ဆိုင္ရာ Elctronic နည္းပညာရပ္သည္ နက္နဲ သည့္ ပညာ ရပ္ ျဖစ္ေသာေၾကာင့္ Electronic ပညာရွင္မ်ားအေနႏွင့္မူ နည္းပညာ ရပ္ ဆိုင္ရာ လိုအပ္ခ်က္မ်ားကို ျဖည့္၍ ဖတ္ၾက ေစလိုပါသည္။

 

 

 

-----------------------------------------------------