¿Existen estándares o especificaciones de la industria para la resistencia del sensor de imagen al daño causado por la luz intensa?

Si bien la instantánea ocasional que incluye el sol generalmente es segura, ciertamente hay combinaciones de lentes y duración que pueden dañar un sensor de imagen si el sol u otra fuente de luz suficientemente brillante está presente.

¿Existen estándares o especificaciones de la industria para algunas condiciones mínimas seguras de exposición a la luz en la superficie del sensor de imagen? Estoy preguntando sobre una especificación que se relaciona con la intensidad en la superficie del sensor, por lo que esperaría que "industria" se refiera a los fabricantes de sensores.

En términos generales: ¿existe alguna condición de prueba mínima establecida en la que la mayoría de los sensores puedan sobrevivir de manera confiable sin daños?

Es casi imposible demostrar definitivamente que algo no existe. Pero nunca he visto ni oído hablar de tal estándar o especificaciones.
@MichaelClark ¡Aprecio tu punto! No estoy seguro exactamente dónde buscar. Esperaba al menos encontrar algo más o menos equivalente a semi.org o jedec.org o itu.int , pero para sensores de imagen de semiconductores como punto de partida para una búsqueda.
Debido a que esto depende de la longitud de onda y el tiempo de exposición (y posiblemente de la temperatura y de si el sensor está funcionando en ese momento), esto sería muy difícil de especificar. También es mucho mayor que la intensidad útil máxima debido a la saturación del sensor. Dicho esto, creo que he visto algo para un sensor CCD de Sony que usé hace años. Si puedo recordar algún detalle, intentaré encontrarlo.
@ChrisH sí, eso es seguro. Aún así, en la fabricación, las pruebas estandarizadas suelen ser mejores que nada en absoluto. Al menos puede demostrar un esfuerzo mínimo y ayudar a rechazar lotes que tal vez, solo como un ejemplo hipotético con fines ilustrativos, usaron un material de filtro de color con un punto de ablandamiento más bajo de lo normal. Sin embargo, es posible que estas pruebas no estén expuestas típicamente al usuario final.
Hice una pregunta similar a los ingenieros de Apple (Austin, Texas, EE. UU.) con respecto a los monitores a color. Tenía uno de sus Cinema Display más grandes (en ese momento) con 3 píxeles muertos que me estaban volviendo loco debido a su posición. Aunque la pantalla estaba bajo garantía; estaba dentro de sus especificaciones de aceptación (16 píxeles) y no era algo "reparable", per-se.
No es la luz la que causa daño, es el calor. Igual que los niños que enfocan el sol con una lupa para quemar las hojas.... Probablemente cualquier daño será en los filtros RGB en cada celda de píxel. O el filtro AA si es de plástico.
@WayneF, esa también sería mi primera suposición. Realmente sospecho que existe una prueba estándar para asegurarse de que un sensor no falle durante el uso normal ("tomar instantáneas" en días soleados con configuraciones "normales"). Dado que una fracción tan grande de sensores nuevos se usa con el obturador abierto para períodos prolongados (a través de la lente + pantalla LCD), incluidas cámaras, video, teléfonos, la acumulación de calor puede ser mucho mayor que con las SLR normales con obturador con imágenes digitales. ¡ En algún lugar tiene que haber una prueba estándar! Especialmente cuando se califican materiales poliméricos nuevos o alternativos como filtros.

Respuestas (2)

Lo más cercano a un estándar que he podido encontrar proviene de mirar los filtros frontales de la lente para la fotografía solar, es decir, filtros para usar con telescopios (o teleobjetivos) específicamente para tomar fotografías del sol con luz blanca.

Para la observación solar visual, el estándar es ND5.0. Baader Planetarium también hace una versión ND3.8 para uso de imágenes de gran aumento (NO visuales), y la entrada de Wikipedia para filtros de densidad neutra tiene la siguiente nota:

Nota: ND 3.8 es el valor correcto para la exposición solar CCD sin riesgo de daño electrónico.

Pero no tiene una cita para explicar de dónde viene el número.

Por otro lado, existe un claro conflicto entre esto y la experiencia cotidiana con las cámaras digitales que no son DSLR. No es inusual tener el sol en la foto, ya sea intencionalmente o durante el encuadre, y, sin embargo, no obtenemos pistas quemadas en el sensor al hacer esto.

Parte de la explicación puede deberse a que las cámaras de consumo tienen filtros de bloqueo de infrarrojos integrados para el balance de color (muchos CCD astronómicos no lo tienen). Otra parte puede ser que muchas cámaras de apuntar y disparar usan lentes relativamente pequeños, por lo que no capturan tanto calor y luz como un telescopio, que generalmente tiene lentes objetivo o espejos de varias pulgadas de diámetro.

Además, con la fotografía convencional, al menos para tomas de cámara en mano, por lo general estás mirando duraciones de unos pocos segundos a la vez, a menudo moviéndose mientras encuadras la toma, por lo que normalmente no hay mucho tiempo para que se acumule el calor. Si compara eso con las imágenes solares, donde normalmente está siguiendo el sol durante varios minutos (u horas, a veces), con una lente/espejo objetivo mucho más grande (y por lo tanto captura más luz/calor), puede ver por qué un filtro se vuelve más importante.

Dado que se acerca un eclipse solar total en los EE. UU., probablemente valga la pena agregar una advertencia de seguridad sobre los filtros para uso visual. Solo tiene un par de ojos, así que no se arriesgue: use solo filtros diseñados específicamente para uso solar. No intentes improvisar a partir de películas expuestas, CD o lo que sea. El rendimiento visual no es una guía segura para el rendimiento en longitudes de onda IR/UV invisibles. Los filtros solares adecuados son relativamente económicos: un par de dólares por algo de mano que se puede ver a simple vista, o de 20 a 30 dólares por una hoja de película de filtro solar, o puede obtener filtros prefabricados (el grado visual ND5.0 también están bien para fotografiar).

y como también señala la entrada del filtro ND de wikipedia:

Nota: ND 5.0 ​​es el mínimo para la observación solar directa del ojo sin dañar la retina. Se debe realizar una verificación adicional para el filtro particular utilizado, verificando en el espectrograma que también los rayos UV e IR se mitigan con el mismo valor.

Los filtros solares especialmente diseñados son seguros. Otros son desconocidos y no vale la pena arriesgar la vista por ellos.

Muy interesante análisis, gracias por la investigación! Tiene un excelente punto, el filtro IR tendrá un impacto significativo, aunque las lentes de vidrio y especialmente las de plástico también tendrán algo de bloqueo IR. Las áreas resaltadas en rojo en la gráfica aquí son Watts/square meter/nanometer commons.wikimedia.org/wiki/File:Solar_Spectrum.png Para la energía que pasa, el filtro de color en cada píxel absorberá aproximadamente 2/3 de la irradiancia en la banda visible - las cosas que tienen más probabilidades de derretirse. Hasta que podamos encontrar una especificación real de la industria, aceptaré esta respuesta, ¡gracias!
La confusión en el nombre del filtro ND podría hacer que alguien se lastime aquí. Un filtro ND5.0 (¡¡ESTO ES DIECISIETE PARADAS!!!) es una bestia muy diferente de un filtro ND de 5 paradas o un filtro ND de 5x.
@uhoh Los filtros de color en las máscaras de Bayer no son filtros de corte duro. Parte de la luz verde e incluso roja atraviesa el filtro "azul" (que en realidad no es azul, es más un color violeta azulado). Un poco de azul y mucho rojo pasan por el filtro "verde", que en realidad es un verde teñido ligeramente amarillo, y mucho verde pasa por el filtro "rojo", que en realidad es amarillo-naranja. Son como los filtros de color que solíamos usar con las películas en blanco y negro. El uso de un filtro rojo no bloqueó TODA la luz de los objetos verdes y azules, solo los hizo más oscuros (pero no negros puros), especialmente el cielo azul.
@MichaelC Tengo problemas para ponerme al día después de 4,5 años, especialmente antes de que empiece mi café de la mañana, pero no veo cómo eso afecta lo que escribí. El problema al que me refiero en ese comentario es la fracción de la irradiación de la luz solar en la banda visible que se detiene en cualquiera de los tres filtros, que estimé aproximadamente en 2/3, lo que no hace suposiciones sobre los detalles de las formas. de las curvas de transmisión aparte de que pasan más tiempo cerca de cero que cerca de uno.
La eficiencia de los sensores de las cámaras digitales modernas cubiertas por las máscaras de Bayer está en el rango del 50-60 %, no en el 33 %.

No, que yo sepa, no existe un estándar industrial común, no es necesario, ya que los productos no están diseñados para soportar esto. La durabilidad depende de muchos factores, como los materiales de construcción, la resistencia al calor, la ampliación, la apertura, el tiempo de exposición y la intensidad de la luz, etc., por mencionar algunos.

No estoy de acuerdo con tu primera frase. Creo que las cámaras de apuntar y disparar definitivamente están diseñadas para que, si el sol está dentro del marco, no se destruyan instantáneamente. Las cámaras de apuntar y disparar con pantallas LCD no tienen obturadores mecánicos o, si los tienen, están abiertos cuando la cámara está en uso. Si está componiendo una toma de media o larga distancia con el sol en el campo de visión, el sol se enfoca en un pequeño punto del sensor. Coloque su cámara hacia abajo, apuntando hacia arriba, el sol se enfoca en el sensor durante bastante tiempo. ¿Estoy malinterpretando algo, o de hecho están claramente diseñados para soportar esto?
Es justo, si puede documentarlo o proporcionar un enlace, ¿lo cambiaré en consecuencia?
La mayoría de las cámaras, incluidas las cámaras de apuntar y disparar, incluyen advertencias para no permitir que la lente apunte directamente al sol durante largos períodos de tiempo. Sí, están diseñados para poder tomar una foto con el sol en el marco. ¡No, no están diseñados para tolerar que se los coloque apuntando directamente hacia el sol en lo alto del cielo durante largos períodos de tiempo!
¿Existen estándares o especificaciones de la industria para la resistencia del sensor de imagen al daño causado por la luz intensa?
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