Podstawowa koncepcja czujnika

Czujnik: odnosi si? do czujnika obrazu, którego powierzchnia zawiera kilka milionów do milionów fotodiod. Jest to uk?ad pó?przewodnikowy, który przekszta?ca obrazy optyczne w sygna?y elektryczne.
Pixel: Piksel jest podstawow? jednostk? czujnika. Obraz sk?ada si? z pikseli, a liczba pikseli wskazuje ilo?? elementów zawartych w kamerze.
Rozdzielczo??: odnosi si? do maksymalnej liczby pikseli, które obraz mo?e pomie?ci? zarówno w kierunku poziomym, jak i pionowym.
Rozmiar piksela: odnosi si? do rzeczywistego rozmiaru reprezentowanego przez piksel zarówno w kierunku d?ugo?ci, jak i szeroko?ci.
?ywo reprezentowane przez powy?sz? figur?, piksele reprezentuj? ca?kowit? liczb? czarnych siatek na tym obrazie, który wynosi 91 pikseli, podczas gdy rozdzielczo?? odnosi si? do liczby czarnych siatek odpowiednio w d?ugo?ci i szeroko?ci. Pokazany powy?szy rysunek to 13*7. Rozmiar piksela to rozmiar reprezentowany przez ka?d? czarn? siatk? na tym obrazie, a urz?dzenie jest na ogó? mikrometry. Gdy rozmiar obrazu jest sta?y, im wi?kszy rozmiar piksela, tym ni?sza rozdzielczo?? i ni?sza przejrzysto??.

Tablica filtrów kolorów Bayer

T?o: Po tym, jak ludzie mieli czujniki, które wyczu?y intensywno?? ?wiat?a, mogliby zrobi? tylko czarne - i - bia?e zdj?cia (obrazy w skali szaro?ci), poniewa? czujniki w tym czasie wyczu?y tylko intensywno?? ?wiat?a, ale nie koloru. Je?li chcia?by uzyska? kolorowy obraz, najbardziej bezpo?redni? metod? by?o dodanie filtrów o ró?nych kolorach. Dlatego opracowano tablic? Bayera. Sk?ada si? z czerwonych, zielonych i niebieskich filtrów u?o?onych naprzemiennie w regularnym wzorze. Filtr jednego z kolorów RGB jest umieszczany na ka?dym pikselu, co pozwala przej?? tylko ?wiat?o okre?lonego koloru.
Formacja Bayera: Eastman. Bayer tablica, wynaleziona przez Bryce Bayer, naukowiec z Kodak, w 1976 roku, jest nadal szeroko stosowany w dziedzinie cyfrowego przetwarzania obrazu do dzi?.
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?—————————————————————————————————————————? ?

Ludzkie komórki oczu

W ludzkim oku istniej? dwa rodzaje komórek wzrokowych: kszta?t sto?ka i kszta?t pr?ta -
Komórki sto?kowe s? dalej klasyfikowane na trzy typy: czerwone komórki fotoreceptorów, zielone komórki fotoreceptorów (najbardziej wra?liwe) i niebieskie komórki fotoreceptora. Nie s? wra?liwe, gdy o?wietlenie jest niskie. Tylko wtedy, gdy intensywno?? ?wiat?a osi?gnie okre?lony warunek, mog? dzia?a? komórki sto?kowe.
Komórki pr?tów s? bardzo wra?liwe na ?wiat?o i mog? tworzy? obrazy obiektów w bardzo s?abym o?wietleniu, ale nie mog? wyczu? kolorów.
To wyja?nia równie?, dlaczego ludzie mog? zobaczy? przedmioty w nocy, ale nie mog? skutecznie odró?ni? swoich kolorów.


Ró?nica mi?dzy CCD i CMOS

CCD (urz?dzenie ?adowania pary): ?adowanie - Urz?dzenie sprz??one, zintegrowane z pó?przewodnikami pojedynczych kryszta?owych materia?ów.
CMOS (komplementarny pó?przewodnik tlenku metalu): komplementarny pó?przewodnik tlenku metalu, zintegrowany z materia?ami pó?przewodnikowymi tlenków metali.

Obecnie na rynku bezpieczeństwa czujniki obrazów kamer s? albo CCD lub CMOS. W erze standardowego nadzoru definicji zarówno kamery analogowe, jak i standardowe - definicja kamery sieciowe zwykle stosowa?y czujniki CCD. Jednak w ci?gu ostatnich kilku lat CMO po?kn??y rynek CCD. W erze nadzoru o wysokiej - definicji CMO stopniowo zast?puje czujniki CCD.

1. Szybko?? czytania informacji
Informacje o ?adowaniu przechowywane w urz?dzeniu sprz??onym CCD - Nale?y zosta? przeniesione po kroku pod kontrol? sygna?u synchronicznego, a nast?pnie jednolicie wzmocnione w celu konwersji ADC. Wyj?cie przesy?ania i odczytu informacji ?adowania wymagaj? obwodu sterowania zegara, a ca?kowity obwód jest stosunkowo z?o?ony. Czujniki CMOS bezpo?rednio wykonuj? wzmocnienie wzmocnienia i analogowe - do - Cyfrowa konwersja w jednostce wra?liwej na ?wiat?o, czytanie sygna?u bardzo proste. Mog? równie? przetwarza? informacje o obrazie z ka?dej jednostki jednocze?nie. Dlatego pr?dko?? odczytu CMO jest szybsza ni? pr?dko?? CCD.
2. Czu?o??
Poniewa? ka?dy piksel czujnika CMOS zawiera dodatkowe obwody (wzmacniacze i obwody konwersji A/D), ?wiat?o - Wra?liwy obszar ka?dego piksela zajmuje tylko niewielk? cz??? w?asnego obszaru piksela. Dlatego, gdy wielko?? pikseli jest taka sama, czu?o?? czujnika CMOS jest ni?sza ni? czujnik CCD.
3. Ha?as
Poniewa? ka?da fotodioda w CMO wymaga wzmacniacza, je?li jest mierzona w megapikselach, potrzebne s? miliony wzmacniaczy. Poniewa? wzmacniacze s? obwodami analogowymi, trudno jest zachowa? wzrost wzmocnienia ka?dego piksela. Dlatego w porównaniu z czujnikami CCD, które maj? tylko jeden wzmacniacz, szum czujników CMOS znacznie wzro?nie, wp?ywaj?c na jako?? obrazu.
4. Zu?ycie energii
Metoda akwizycji obrazu czujników CMOS jest aktywna. ?adunek generowany przez fotodiode jest bezpo?rednio wzmacniany i konwertowany przez s?siaduj?cy obwód. Jednak czujniki CCD s? pasywne w akwizycji. Nale?y zastosowa? zastosowane napi?cie, aby ?adunek w ka?dym pikselu porusza? si? w dó?, a zastosowane napi?cie zwykle wymaga od 12 do 18 V. Dlatego CCD wymaga równie? precyzyjnej konstrukcji linii zasilacza i wytrzyma?o?ci napi?cia. Wysokie napi?cie jazdy sprawia, ?e ??zu?ycie energii CCD znacznie wy?sze ni? w CMOS.
5. Koszt
Poniewa? czujniki CMOS przyjmuj? proces MOS, który jest najcz??ciej stosowany w ogólnych obwodach pó?przewodnikowych, obwodach peryferyjnych (takich jak kontrola czasu, CDS, ISP itp.) Mo?na ?atwo zintegrowa? z uk?adem czujnika, oszcz?dzaj?c koszt uk?adów peryferyjnych. CCD przesy?a dane poprzez przesy?anie ?adunku. Je?li tylko jeden piksel nie dzia?a, ca?y wiersz danych nie mo?e by? przesy?any. Dlatego wydajno?? CCD jest stosunkowo niski. Ponadto jego proces produkcyjny jest z?o?ony i tylko kilku producentów mo?e go opanowa?. Jest to równie? powód wysokich kosztów.

Czas otwarcia migawki

O migawka jest urz?dzeniem u?ywanym do kontrolowania czasu ekspozycji i jest wa?nym elementem aparatu. Jego struktura, forma i funkcja s? wa?nymi czynnikami w mierzeniu oceny aparatu. Zarówno czujniki obrazu CCD, jak i CMOS u?ywaj? elektronicznych ?aluzji, w tym globalnych okiennic i okiennic.
Globalna migawka: wszystkie piksele czujnika zbieraj? ?wiat?o jednocze?nie i jednocze?nie eksponuj?. Oznacza to, ?e na pocz?tku ekspozycji czujnik zaczyna zbiera? ?wiat?o. Pod koniec ekspozycji obwód pobierania ?wiat?a jest odci?ty, a nast?pnie warto?? czujnika jest odczytywana jako jedna ramka.
Wszystkie piksele s? ods?oni?te w tym samym momencie, podobnie jak zamra?anie ruchomego obiektu, wi?c nadaje si? do szybkiego strzelania - ruchome obiekty.
Rolling Shutter: czujnik osi?ga to poprzez progresywn? ekspozycj?. Na pocz?tku ekspozycji czujnik skanuje lini? wed?ug linii i ujawnia lini? po linii, a? wszystkie piksele zostan? ods?oni?te. Oczywi?cie wszystkie dzia?ania s? wype?nione w wyj?tkowo krótkim czasie, a czas ekspozycji dla ró?nych pikseli rz?dowych jest ró?ny.
Jest to linia - Przez - lini? sekwencyjn? ekspozycj?, wi?c nie nadaje si? do strzelania do ruchomych obiektów. Je?li obiekt lub kamera jest w stanie szybkiego ruchu podczas fotografowania, wynik strzelania jest bardzo prawdopodobny, ?e pokazuje zjawiska, takie jak ?przechylenie”, ?ko?ysz?ce si?” lub ?cz??ciowe nara?enie”.

Trend rozwojowy CMOS

1. Niski - Efekt ?wiat?a
Rozwój tradycyjnego FSI (przednie iluminacja boku) Front - Iluminowany czujnik CMOS do BSI (o?wietlenie tylnego) z ty?u - Illuminowany czujnik CMOS jest g?ównym skokiem technologicznym. Najwi?ksza optymalizacja czujnika CMOS z ty?u - polega na zmianie wewn?trznej struktury komponentu. Powrót - Pod?wietlone CMO odwraca orientacj? komponentów warstwy ?wiat?a - Umo?liwiaj?c bezpo?rednio wej?cie ?wiat?a z ty?u. Unika to wp?ywu obwodu mi?dzy mikrolenami a fotodiod? i tranzystorem w tradycyjnej strukturze czujnika CMOS, znacznie zwi?kszaj?c wydajno?? ?wiat?a i znacznie poprawiaj?c efekt strzelania w warunkach niskich - Powrót - Iluminowane czujniki CMOS dokona?y jako?ciowego skoku wra?liwo?ci w porównaniu z tradycyjnymi czujnikami CMOS. W rezultacie ich zdolno?? skupienia i jako?? obrazu zosta?y znacznie ulepszone przy niskim o?wietleniu.

2. Supresja ha?asu
Z jednej strony wyspecjalizowany algorytm wykrywania szumu jest bezpo?rednio zintegrowany z logik? sterowania czujnika obrazu CMOS. Dzi?ki tej technologii sta?y ha?as mo?na skutecznie wyeliminowa?. Z drugiej strony w ISP przyjmowane s? ró?ne innowacje technologiczne, takie jak technologia denoisingowa, w celu poprawy problemu ha?asu CMO.

3. Wysoka integracja
Jedna z g?ównych zalet czujników CMOS. Jest to obwód z innymi funkcjami zintegrowanymi z jego czujnikiem. Na przyk?ad uruchomiono OV10633 to czujnik dynamiczny o szeroko?ci 720p HD. Model OV10633 integruje funkcje dynamiczne WDR i funkcje przetwarzania sygna?u obrazu ISP na tym samym chipie co czujnik obrazu.

Poprzedni:

Nast?pny: Jak podwójne - Spectrum AI Camery chroni? dzik? przyrod?: globalne zastosowania i wp?yw