Varför just "APS-C"-formatet på sensorn?

[Anders Norén]

Varför blev "APS-C"-formatet (dvs. ungefär 25,1*16,7 mm som är APS-systemets 3:2-format) defactostandard för digitala systemkamerors sensorstorlek? Att man inte valde 36*24 var - och är - uppenbart på grund av kostnaden, och att konsumentkompaktkamerorna fick mycket små sensorer beror antagligen på kombinationen lågt pris och möjligheten att göra pyttesmå objektiv. Men varför just bildsensorer i proportionerna 3:2 med en långsida på mellan 22 och 25 millimeter? Varför inte mindre? Varför inte större (men fortfarande mindre än 36 mm)? Varför inte en storlek med en "förlängningsfaktor" på exakt 1,5 eller 2,0 vilket hade underlättat huvudräkningen i jämförelse med dagens 1,52, 1,53, 1,54, 1,6 resp. 1,7?

 

[blaufish]

Man ville nog behålla den typen av karaktär folk var vana vid.

Four thirds bröt och gjorde 4:3 istället för 3:2, vilket är tillverkningsmässigt smartare eftersom mer av objektivets cirkel används (1:1 borde vara den optimala rektangeln för att maxa en cirkel...). Så en 4:3 sensor kräver inte lika stora objektiv som motsvarande på en 3:2 sensor med samma yta.

 

[The_SuedeII]

Hade man valt en mindre sensor hade man inte utnyttjat all den existerande optik som fanns. Det finns tre VÄLDIGT bra argument för att köra så stort man kan/kunde, i ett standardiserat format.

1) bruset i en bild är alltid beroende på mängden ljus bilden fått. INGET annat mer än sensorn effektivitet och egenbrus påverkar detta. Mängden ljus bilden fått är alltid sensorytan genom bländartalet^2. Större yta > mindre brus per exponeringstid.

2) Gör man sensorn mindre måste objektiven vara skarpare. En hälften så stor sensor kräver ett dubbelt så skarpt objektiv för att slutbilden ska bli lika skarp.

3) storlek på det övriga systemet. De flesta tillverkare hade ju redan en standard för objektivfattningar osv. Vill man då kunna använda befintliga objektiv är storleken på baksidan låst vid detta, och då finns det en "optimal storlek" för sensorn bakom objektivfattningen.


Utöver detta finns det en mängd rent tekniska och tillverkningstekniska anledningar, men detta är huvudanledningarna... Höjdförhållandet 3:2 är tradition helt enkelt.

 

[pdahlen]

Optimalt genom objektivet borde väl vara en 1:1 bild då de flesta objektivglas är runda. Man anser kanske att 1:1 ger en dålig komposistion av slutbilden, och det gör det kanske i vissa fall, men då kan man ju däreifrån beskära åt vilket håll man vill. Man behöver inte heller vända runt på kameran

 

[Helmetrock]

Men en sensor med formatet 1:1 ger färre pixlar på bredden än en med 2:3 gör. Det gör väl ingen enorm skillnad, men jag tror det är bättre med en 2:3 som man inte behöver beskära lika ofta.

 

[Erik Schalin]

En annan sak som påverkar är kiselsubstraten.
De har en viss storlek och den går inte att ändra på.

Sedan desto fler brickor man delar upp skivan i desto billigare blir varje bricka.
Det beror dels på att man får ut fler korrekta sensorer per ytenhet.

Låt säga att varje skiva är behäftad med 2 fel.
Delar du då upp skivan i 4 sensorer kommer du alltid att få kassera 2.
Delar du upp den i 100 så kommer du fortfarande att få kassera 2 men har 98 kvar.

 

[petter.oj.norman]

?..
Mängden ljus bilden fått är alltid sensorytan genom bländartalet^2.
...n.

"bländartalet" i ovanstående formel, är det nämnaren som avses? Alltså typiskt 11, 5.6 eller 2.8?
Lilla taket, betyder det att "bländartalet" ska kvadreras?

Ett lätt räkneexempel
Sensoryta 700 kvadratmillimeter
Bländartalet 10.
Bländartalet i kvadrat = 10 * 10 = 100

Mängden ljus = 700/100 = 7.
Och så en enhet på det.

Har jag fattat rätt?


Petter ...

 

[Göran Larsson]

Låt säga att varje skiva är behäftad med 2 fel.
Delar du då upp skivan i 4 sensorer kommer du alltid att få kassera 2.

... eller 1. De två felen kan hamna på samma sensor.
... eller 0. De två felen kan hamna i ytorna mellan de rektangulära sensorerna och kiselskivans kant (skivorna är runda).

 

[The_SuedeII]

"bländartalet" i ovanstående formel, är det nämnaren som avses? Alltså typiskt 11, 5.6 eller 2.8?
Lilla taket, betyder det att "bländartalet" ska kvadreras?

Ett lätt räkneexempel
Sensoryta 700 kvadratmillimeter
Bländartalet 10.
Bländartalet i kvadrat = 10 * 10 = 100

Mängden ljus = 700/100 = 7.
Och så en enhet på det.

Har jag fattat rätt?

Petter ...

Svaret (7) blir enhetslöst eftersom vi inte lagt till scen-luminans, basyta och slutartid... Det är en ren "konverteringsfaktor" utan fysisk enhet. Det är också i linjär form, så en dubbling är ett helsteg mer ljus, en fyrdubbling är två steg osv.
Annars stämmer allt. Se siffran du får ut som systemets "ljuseffektivitet".

Anledningen till kvadreringen är att bländartalet är "diameter", det vi behöver är "yta".

Detta är basen i "ekvivalensteorin", hur man gör för att ta ett foto med ett annat format som ser exakt likadant ut som ett taget med ett större/mindre format.

Vill du ta ett foto med APS som ser exakt likadant ut som på FF, med samma slutartid, får du använda
1.5x lägre bländartal
1.5x längre brännvidd
-detta ger exakt lika mycket ljus per sekund på de båda sensorytorna. På FF får du då använda 1.5^2 ggr högre ISO, eftersom ISO är "per ytenhet".

Detta är också hela anledningen till att FF har "bättre hög-ISO-egenskaper", de tar emot mer ljus totalt på sensorn med samma bländartal.

 

[blaufish]

Låt säga att varje skiva är behäftad med 2 fel.
Delar du då upp skivan i 4 sensorer kommer du alltid att få kassera 2.
Delar du upp den i 100 så kommer du fortfarande att få kassera 2 men har 98 kvar.

För stora kretsar är andra tillverkningsfel också intressanta.

Chip tillverkas i den renaste luft vi kan syntisera, men det finns fortfarande micropartiklar i den. Sannolikheten att ett litet chip förstörs av dem är marginella. Men sannolikheten ökar dramatiskt med arean.

Tumregeln vi fick lära oss är att någonstans runt 1cm2 - 2cm2 går gränsen, går man över den får man kassera massor och produktionen blir mycket dyrare.

För stora chip som en fullformatare går förmodligen det mesta man tillverkar direkt till fabrikens återvinning. Jag har inga aktuella siffror, men när jag satt i skolbänken talade man om att långt över 90% kasserades vid produktion av stora chip.

 

[Erik Schalin]

Jag har inga aktuella siffror, men när jag satt i skolbänken talade man om att långt över 90% kasserades vid produktion av stora chip.

Och hur stort är ett stort chip?

 

[The_SuedeII]

För stora kretsar är andra tillverkningsfel också intressanta.

Chip tillverkas i den renaste luft vi kan syntisera, men det finns fortfarande micropartiklar i den. Sannolikheten att ett litet chip förstörs av dem är marginella. Men sannolikheten ökar dramatiskt med arean.

Tumregeln vi fick lära oss är att någonstans runt 1cm2 - 2cm2 går gränsen, går man över den får man kassera massor och produktionen blir mycket dyrare.

För stora chip som en fullformatare går förmodligen det mesta man tillverkar direkt till fabrikens återvinning. Jag har inga aktuella siffror, men när jag satt i skolbänken talade man om att långt över 90% kasserades vid produktion av stora chip.

Över 90% innehåller fortfarande orenheter. En normal kamerasensor innehåller normalt sett mellan 100-300 defekta pixlar... Detta sysn sällan då de mäts fram och mappas bort i kamerans firmware.

Den andel sensorer som måste kasseras HELT pga s.k killer-defects som gör sensorn obrukbar är nuförtiden "ganska låg". Man pratar om ca 8-15% för APS (24x16mm bildyta, 27x20mm aktiv yta totalt) och ca 20-30% för FF/FX (36x24mm bildyta, 40x28mm använd yta totalt) för de "stora" tillverkarna som ligger på ca 100,000-1 miljon sensorer / år av de olika typerna.

Det är antagligen lättare att få CIA att skicka en namnlista på samtliga aktiva och vilande agenter i Europa än vad det är att få en fab att redovisa exakta siffror på sina dagsaktuella "yields". Yield sätter styckepriset på produkten till väldigt stor del.

Det kan dock stämma att Kodak i något sammanhang (Den fullstora DCS-sensorn, 2003?) officiellt sade ca 90% kasseringsbortfall.

 

[Per Hesselgren]

Men kassationen borde ha gått ner

Är det inte förvånande att man kan sälja en 36MP FF för 25 000 SEK? Det borde bygga på ett ganska högt utbyte vid produktionen av sensorn.

 

[Erik Schalin]

Är det inte förvånande att man kan sälja en 36MP FF för 25 000 SEK? Det borde bygga på ett ganska högt utbyte vid produktionen av sensorn.

Jo säkert och det beror säkert precis på det Joakim skrev.
Det spelar ju ingen som helst roll om det finns ett par döda pixlar. Det går att hantera i efterhand.
Tänk dig däremot en processor som måste räkna rätt varje gg, det blir ju en annan sak så att säga.

 

[Makten]

Men en sensor med formatet 1:1 ger färre pixlar på bredden än en med 2:3 gör. Det gör väl ingen enorm skillnad, men jag tror det är bättre med en 2:3 som man inte behöver beskära lika ofta.

Vad "man" behöver är lite vanskligt att uttala sig om. Själv hade jag alla gånger föredragit en kvadratisk sensor eftersom jag ungefär lika ofta fotar på höjden som på bredden, och jag beskär i stort sett alltid bilderna till ett mindre utdraget format.

På en spegelreflexkamera kan det finnas en vits med att behålla 2:3-förhållandet eftersom spegeln måste ha rum för att kunna fällas upp inom det befintliga bajonettavståndet, men på spegellösa kameror finns endast tradition som anledning.

 

[blaufish]

Och hur stort är ett stort chip?

Det var för värsting processorer och stora switch/router chip vi pratade om då, för 10+ år sen

fullformatare är ju rejält större än 2cm2... Så de är stora i chipsammanhang.

men kommentarerna om döda pixlar är ju ytterst relevanta, tillåter konstruktionen fel utan att helheten måste kasseras slipper man att produktionen blir usel pga småfel.

 

[The_SuedeII]

Är det inte förvånande att man kan sälja en 36MP FF för 25 000 SEK? Det borde bygga på ett ganska högt utbyte vid produktionen av sensorn.

Om verkligt pris ligger på ca 400kr för en APS-sensor ligger rimligtvis priset på en 36x24 på ungefär det femdubbla. Detta är en ganska betydande del av produktionskostnaden, men se t.ex D7000, 7D - där kan man ligga runt tiotusenlappen till konsument.

Säg att resten av kameran (större spegel/slutare, större motorer, större prisma osv) kostar kanske dubbelt så mycket som en APS, att tillverkningen har lägre marginal pga färre tillverkade ex per serie, och att de vill hålla samma (ganska obefintliga!) vinstmarginal så hamnar du helt enkelt runt 25,000kr

Vinstmarginalen på kameror är väldigt, väldigt låg. Även på en D4/1Dx för 60+ tusen kr.

Till skillnad från t.ex artiklar som objektivlock (1000%?), UV-filter (2-5,000%?) osv. Det är här man gör pengarna, bland tillbehören.

 

[atotowi]

Eller motljusskydd: http://www.scandinavianphoto.se/product/item.aspx?iid=1594218

 

[Grimmer]

Var det inte så i början att APS-C var det största man kunde tillverka i maskinerna och att man var tvungen att skarva kiselplattorna för att kunna tillverka en FF-sensor vilket var mycket dyrt? Har för mig att det var så.

 

[Skrotografen]

Tvivlar starkt på att det är 5 gånger dyrare att tillverka en FF sensor än DX sensor, max 2-3 gånger dyrare + att ny teknologi gör att tillverkningen blir allt billigare. Tror att prisskilnaden har att göra med att man vill tjäna mer på FF kamerorna, men det verkar som man släpper den biten allt mer. Kommer ihåg när ABS-bromsar var ett lyxigt tilläg på bilar som kostade massor.............