Osnovni koncept senzorja

Senzor: Nana?a se na senzor slike, katerega povr?ina vsebuje ve? milijonov do ve? deset milijonov fotodiod. To je polprevodni?ki ?ip, ki pretvori opti?ne slike v elektri?ne signale.
Pixel: Piksel je osnovna enota senzorja. Slika je sestavljena iz slikovnih pik, ?tevilo slikovnih pik pa ka?e na koli?ino fotosenzibilnih elementov, ki jih vsebuje kamera.
Lo?ljivost: Nana?a se na najve?je ?tevilo slikovnih pik, ki jih lahko slika ustreza v vodoravni in navpi?ni smeri.
Velikost pikslov: Nana?a se na dejansko velikost, ki jo predstavlja slikovni pik v smeri dol?ine in ?irine.
Pike, ki so ?ivo predstavljene z zgornjo sliko, predstavljajo skupno ?tevilo ?rnih omre?ij na tej sliki, ki je 91 slikovnih pik, medtem ko se lo?ljivost nana?a na ?tevilo ?rnih omre?ij v dol?ini oziroma ?irini. Zgoraj prikazana slika je 13*7. Velikost pik je velikost, ki jo predstavlja vsaka ?rna mre?a na tej sliki, enota pa je na splo?no mikrometri. Ko je velikost slike konstantna, ve?ja je velikost slikovnih pik, ni?ja je lo?ljivost in ni?ja jasnost.

Bayer barvni filter matrika

Ozadje: Potem ko so ljudje imeli senzorje, ki bi lahko ob?utili intenzivnost svetlobe, so lahko posneli le ?rno - in - bele fotografije (slike v sivih barjih), ker so takrat senzorji lahko ob?utili le intenzivnost svetlobe, ne pa barve. ?e bi kdo ?elel pridobiti barvno sliko, je bila najbolj neposredna metoda dodajanje filtrov razli?nih barv. Zato je bila razvita matrika Bayer. Sestavljen je iz rde?ih, zelenih in modrih filtrov, razporejenih izmeni?no v obi?ajnem vzorcu. Na vsak pik je name??en filter ene od barv RGB, ki omogo?a samo svetlobo dolo?ene barve.
Bayerjeva formacija: Eastman. Matrika Bayer, ki jo je izumil Bryce Bayer, znanstvenik iz Kodaka leta 1976, se do danes ?e vedno ?iroko uporablja na podro?ju digitalne obdelave slik.
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?————————————? ?

?love?ke o?esne celice

V ?love?kem o?esu obstajata dve vrsti vizualnih celic: sto?ec - oblikovan in palico -
Konske celice so nadalje razvr??ene v tri vrste: rde?e fotoreceptorske celice, zelene fotoreceptorske celice (najbolj ob?utljive) in modre fotoreceptorske celice. Niso ob?utljivi, ?e je osvetlitev nizka. ?ele ko intenzivnost svetlobe dose?e dolo?en pogoj, lahko sto??aste celice delujejo.
Celice palic so zelo ob?utljive na svetlobo in lahko tvorijo slike predmetov v zelo zatemnjenih svetlobnih pogojih, vendar ne morejo zaznati barv.
To tudi pojasnjuje, zakaj lahko ljudje pono?i vidijo predmete, vendar ne morejo u?inkovito razlikovati svojih barv.


Razlika med CCD in CMO

CCD (naprava za polnjenje par): naboj - Naprava, integrirana na polprevodni?ke enojne kristalne materiale.
CMO (komplementarni polprevodnik kovinskega oksida): komplementarni polprevodnik kovinskega oksida, integriran na polprevodni?ke materiale kovinskih oksidov.

Trenutno so na varnostnem trgu senzorji slik kamer bodisi CCD bodisi CMO. V obdobju standardnega - definicijskega nadzora so tako analogne kamer kot standardne - definicijske omre?ne kamere obi?ajno uporabljene senzorje CCD. Vendar so v zadnjih nekaj letih CMO pogoltnili trg CCD. V dobi visokega - definicijskega nadzora so CMO postopoma zamenjali senzorje CCD.

1. Informacije o hitrosti branja
Podatke o naboju, shranjene v CCD Charge - Priklju?ene naprave, je treba pod nadzorom sinhronega signala prenesti malo navzdol in nato enakomerno oja?ati za pretvorbo ADC. Izhod prenosa in od?itavanja informacij o naboju zahtevata nadzorno vezje, celotno vezje pa je relativno zapleteno. Senzorji CMOS neposredno izvajajo oja?anje oja?anja in analogno - do - digitalna pretvorba znotraj svetlobe - ob?utljiva enota, zaradi ?esar je od?itavanje signala zelo preprosto. Podatke o sliki lahko obdelajo tudi iz vsake enote hkrati. Zato je hitrost branja CMO hitrej?a od hitrosti CCD.
2. ob?utljivost
Ker vsak piksa senzorja CMOS vsebuje dodatna vezja (oja?evalniki in pretvorbeni vezji A/D), svetloba - ob?utljivo obmo?je vsakega piksla zaseda le majhen del lastnega obmo?ja pikslov. Kadar je velikost slikovnih pik enaka, je ob?utljivost senzorja CMOS ni?ja kot pri senzorju CCD.
3. Hrup
Ker vsak fotodioda v CMOS zahteva oja?evalnik, ?e je merjen v megapikselih, je potrebnih milijonov oja?evalnikov. Ker so oja?evalniki analogni vezji, je te?ko ohraniti pove?anje oja?anja vsakega piksa. Zato se bo v primerjavi s senzorji CCD, ki imajo samo en oja?evalnik, hrup senzorjev CMOS znatno pove?a, kar vpliva na kakovost slike.
4. poraba energije
Metoda pridobivanja slike senzorjev CMOS je aktivna. Naboj, ki ga ustvari fotodioda, se neposredno oja?a in pretvori s sosednjim vezjem. Vendar so senzorji CCD pri pridobivanju pasivni. Za uporabo naboja v vsakem piklu ??se je treba uporabiti nanesena napetost navzdol, uporabljena napetost pa obi?ajno zahteva od 12 do 18V. Zato CCD zahteva tudi natan?no zasnovo napajalne ?rte in prenese napetostno trdnost. Visoka gonilna napetost omogo?a porabo energije CCD veliko ve?jo kot pri CMOS.
5. Stro?ki
Ker senzorji CMOS sprejmejo proces MO, ki se najpogosteje uporablja v splo?nih polprevodni?kih vezjih, je mogo?e periferna vezja (kot so ?asovni nadzor, CD -je, ponudnika internetnih storitev itd.) Enostavno vklju?iti v senzorski ?ip in s tem shraniti stro?ke perifernih ?ipov. CCD prena?a podatke s prenosom naboja. ?e samo en piksel ne deluje, celotne vrstice podatkov ni mogo?e prenesti. Zato je donos CCD razmeroma nizek. Poleg tega je njegov proizvodni postopek zapleten in le nekaj proizvajalcev ga lahko obvlada. To je tudi razlog za visoke stro?ke.

Hitrost zaklopa

Zaklon je naprava, ki se uporablja za nadzor ?asa osvetlitve in je pomemben sestavni del fotoaparata. Njegova struktura, oblika in funkcija so pomembni dejavniki pri merjenju stopnje kamere. Senzorji slike CCD in CMOS uporabljajo elektronske rolete, vklju?no z globalnimi polknami in rolanjem.
Globalni zaklop: Vsi slikovni piki senzorja zbirajo svetlobo hkrati in izpostavljajo hkrati. To pomeni, da na za?etku izpostavljenosti senzor za?ne zbirati svetlobo. Na koncu izpostavljenosti je vezje za zbiranje svetlobe odrezano, nato pa se vrednost senzorja od?ita kot en okvir.
Vsi slikovni piki so izpostavljeni v istem trenutku, podobno kot zamrznitev premikajo?ega se predmeta, zato je primeren za hitro snemanje - premikajo?ih se predmetov.
Rolling Shutter: Senzor to dose?e s progresivno izpostavljenostjo. Na za?etku izpostavljenosti senzor pregleda ?rto po vrstici in izpostavi ?rto po ?rti, dokler niso izpostavljeni vsi piksli. Seveda so vsa dejanja zaklju?ena v izjemno kratkem ?asu, ?as izpostavljenosti za razli?ne pike za vrstice pa se razlikuje.
To je ?rta - po - zaporedni izpostavljenosti linije, zato ni primerna za snemanje premikajo?ih se predmetov. ?e je predmet ali kamera v stanju hitrega gibanja med snemanjem, bo rezultat streljanja zelo verjetno pokazal pojave, kot so "nagib", "zasuka" ali "delna izpostavljenost".

Razvojni trend CMO

1. Nizek - svetlobni u?inek
Razvoj iz tradicionalne FSI (sprednje stranske osvetlitve) spredaj - osvetljen senzor CMOS do BSI (zadnje osvetlitve) nazaj - Osvetljen senzor CMOS je glavni tehnolo?ki preskok. Najve?ja optimizacija zadnjega - osvetljenega senzorja CMOS je v spremembi notranje strukture komponente. Nazaj - Osvetljeni CMOS obrne orientacijo svetlobe - ob?utljivih komponent plasti, kar omogo?a, da svetloba neposredno vstopi od zadaj. To se izogne ??vplivu vezja med mikroleni in fotodiodom ter tranzistorjem v tradicionalni strukturi senzorja CMOS, kar znatno pove?a u?inkovitost svetlobe in mo?no izbolj?a u?inek streljanja v nizkih - svetlobnih pogojih. Nazaj - Osvetljeni senzorji CMOS so v primerjavi s tradicionalnimi senzorji CMOS naredili kvalitativni preskok. Kot rezultat tega sta se njihova sposobnost osredoto?enosti in kakovost slike mo?no izbolj?ala pri nizki osvetlitvi.

2. zatiranje hrupa
Po eni strani je specializiran algoritem za odkrivanje hrupa neposredno integriran v kontrolno logiko senzorja slike CMOS. S to tehnologijo je mogo?e uspe?no odpraviti fiksni hrup. Po drugi strani pa so v ponudniku internetnih storitev, na primer ozna?evanje tehnologije, sprejeti razli?ne tehnolo?ke inovacije za izbolj?anje problema hrupa CMO.

3. Visoka integracija
Ena glavnih prednosti senzorjev CMOS. Gre za vezje z drugimi funkcijami, vklju?enimi v njegov senzor. Na primer, lansirani OV10633 je 720p HD ?irok dinami?ni senzor. Model OV10633 integrira funkcije obdelave signala WDR ?irokega dinami?nega obsega in ISP na istem ?ipu kot senzor slike.

Prej?nji:

Naslednji: Kako dvojno - Spectrum AI kamere ??itijo prosto?ive?e ?ivali: globalne aplikacije in vpliv