Kolik fotonu na bunku

[Pavel Hudeček]

Tak jsem zkusil udělat malý výpočet/odhad:

zelený foton (protože je cca uprostřed viditelného rozsahu):
2,5 eV = 0,000000000000000000405 J = 0,405 aJ

1 W = 2 469 135 802 469 135 802 fot/s (2,47 trilionu)

Předpokládáme divný foťák se čtvercovým snímacím čipem, který kouká na bílou placatou věc o ploše 4 m2, která je v místnosti, ze které je osvětleno 100 m2 (např. strop a stěny) světlem 1W zeleného laseru.

focení na ploše 4 m2 ze 100 osvětlených: 0,04

foťák má 10 MPx: 1/10M

aktivní část px zabírá 50 % teoreticky vyhrazené plochy: 0,5

px "kouká" na část cílové plochy 4 m2: 4 * 0,5/10M = 1/5M m2 

objektiv o ploše 1 cm2 vzdálen 3 m od objektu:
- sqr(1/5M) = 4,47e-4 m = 0,447 mm (velikost čtverečku na objektu)
- poměr velikost/vzdálenost: 4,47e-4/3 = 1,49e-4
- s jeho 2. mocninou se sníží osvětlení objektivu: 2,22e-8
- osvětlení se zvětší tím, že objektiv je větší než čtvereček: 1/10k / 1/5M = 500

70 % kvantová účinnost: 0,7

ztráty v objektivu: 0,7

Albedo a osvětlení vícekrát odraženým světlem jsem vynechal předpokládajíc, že se cca vykompenzují.

---------------------------------------------------------------------------------
celkem 0,04 / 10M * 0,5 * 2,22e-8 * 500 * 0,7 * 0,7 = 1,11e-14

z 1 W zdroje světla se tedy stane 1,11e-14 W = 11,1 fW, které budou dopadat na aktivní část pixelu

To je 27 407 fotonů za sekundu na 1 pixel.
Při 1/100 s expozici tak dostaneme cca 1 foton na 1 hodnoty, pokud tato má ve výsledném JPG hodnotu 255.

Když budeme svítit něčím normálním, máme dejme tomu 10 W příkon a 1 W viditelného světla, kterého ovšem do px přes filtry projde jen 1/3, takže 1 foton/LSB nastane již při 1/30 s.

Tak to je můj odhad, berte to +/- 15 dB:-)

Cca odpovídá situaci, kdy svým foťákem vyfotím bílou kočku v předsíni a aby bylo něco vidět, bude ISO 800 a hodně šumu.

PH