Ang pangunahing konsepto ng sensor

Sensor: Tumutukoy ito sa isang sensor ng imahe, na ang ibabaw ay naglalaman ng ilang milyon hanggang sampu -sampung milyong mga photodiode. Ito ay isang semiconductor chip na nagko -convert ng mga optical na imahe sa mga signal ng elektrikal.
Pixel: Ang isang pixel ay ang pangunahing yunit ng isang sensor. Ang isang imahe ay binubuo ng mga pixel, at ang bilang ng mga pixel ay nagpapahiwatig ng dami ng mga elemento ng photosensitive na nilalaman sa camera.
Paglutas: Tumutukoy ito sa maximum na bilang ng mga pixel na maaaring mapaunlakan ng isang imahe sa parehong pahalang at patayong direksyon.
Laki ng Pixel: Tumutukoy ito sa aktwal na laki na kinakatawan ng isang pixel sa parehong mga direksyon ng haba at lapad.
Malinaw na kinakatawan ng figure sa itaas, ang mga pixel ay kumakatawan sa kabuuang bilang ng mga itim na grids sa imaheng ito, na kung saan ay 91 na mga piksel, habang ang resolusyon ay tumutukoy sa bilang ng mga itim na grids sa haba at lapad ayon sa pagkakabanggit. Ang figure na ipinakita sa itaas ay 13*7. Ang laki ng pixel ay ang laki na kinakatawan ng bawat itim na grid sa imaheng ito, at ang yunit ay karaniwang micrometer. Kapag ang laki ng imahe ay pare -pareho, mas malaki ang laki ng pixel, mas mababa ang resolusyon at mas mababa ang kalinawan.

Bayer Kulay ng Filter ng Bayer

Background: Matapos ang mga tao ay may mga sensor na maaaring makaramdam ng intensity ng ilaw, maaari lamang silang kumuha ng itim - at - puting mga larawan (mga imahe ng grayscale) dahil ang mga sensor sa oras na iyon ay maaaring maunawaan lamang ang intensity ng ilaw ngunit hindi kulay. Kung nais ng isang tao na makakuha ng isang imahe ng kulay, ang pinaka direktang pamamaraan ay upang magdagdag ng mga filter ng iba't ibang kulay. Samakatuwid, ang array ng Bayer ay binuo. Ito ay binubuo ng pula, berde at asul na mga filter na nakaayos nang halili sa isang regular na pattern. Ang isang filter ng isa sa mga kulay ng RGB ay inilalagay sa bawat pixel, na pinapayagan lamang ang ilaw ng isang tiyak na kulay na dumaan.
Bayer Formation: ni Eastman. Ang Bayer Array, na naimbento ni Bryce Bayer, isang siyentipiko mula sa Kodak, noong 1976, ay malawakang ginagamit sa larangan ng pagproseso ng digital na imahe hanggang sa araw na ito.
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?—————————————? ?

Mga cell ng mata ng tao

Sa mata ng tao, mayroong dalawang uri ng mga visual cells: kono - hugis at baras - hugis.
Ang mga cell ng Cone ay higit na naiuri sa tatlong uri: mga pulang cell ng photoreceptor, berdeng photoreceptor cells (ang pinaka -sensitibo), at mga asul na cell ng photoreceptor. Hindi sila sensitibo kapag mababa ang pag -iilaw. Lamang kapag ang light intensity ay umabot sa isang tiyak na kondisyon ay maaaring gumana ang mga cell ng kono.
Ang mga selula ng baras ay lubos na sensitibo sa ilaw at maaaring makabuo ng mga imahe ng mga bagay sa napaka -madilim na mga kondisyon ng pag -iilaw, ngunit hindi nila maramdaman ang mga kulay.
Ipinapaliwanag din nito kung bakit ang mga tao ay makakakita ng mga bagay sa gabi ngunit hindi mabisang makilala ang kanilang mga kulay.


Ang pagkakaiba sa pagitan ng CCD at CMO

CCD (aparato ng singil ng singil): singil - kaakibat na aparato, isinama sa semiconductor solong mga materyales na kristal.
CMOS (pantulong na metal oxide semiconductor): Kumpletong metal oxide semiconductor, na isinama sa mga materyales na semiconductor ng mga metal oxides.

Sa kasalukuyan, sa security market, ang mga sensor ng imahe ng mga camera ay alinman sa CCD o CMO. Sa panahon ng Standard - Pagsubaybay sa Kahulugan, Parehong Analog Camera at Standard - Mga kahulugan ng mga camera ng network na karaniwang ginagamit ang mga sensor ng CCD. Gayunpaman, sa mga nakaraang taon, ang CMOS ay nilamon ang merkado ng CCD. Sa panahon ng High - Pagsubaybay sa kahulugan, ang CMOS ay unti -unting pinalitan ang mga sensor ng CCD.

1. Bilis ng Pagbasa ng Impormasyon
Ang impormasyon ng singil na nakaimbak sa singil ng CCD - Kaakibat na aparato ay kailangang ilipat nang kaunti sa ilalim ng kontrol ng magkasabay na signal, at pagkatapos ay pantay na pinalakas para sa conversion ng ADC. Ang paglipat at pagbabasa ng output ng impormasyon ng singil ay nangangailangan ng isang circuit control circuit, at ang pangkalahatang circuit ay medyo kumplikado. Ang mga sensor ng CMOS ay direktang nagsasagawa ng pakinabang ng pagpapalakas at analog - hanggang - digital na conversion sa loob ng ilaw - sensitibong yunit, na ginagawang simple ang pagbabasa ng signal. Maaari rin nilang iproseso ang impormasyon ng imahe mula sa bawat yunit nang sabay -sabay. Samakatuwid, ang bilis ng pagbabasa ng CMOS ay mas mabilis kaysa sa CCD.
2. Sensitivity
Dahil ang bawat pixel ng isang sensor ng CMOS ay naglalaman ng mga karagdagang circuit (amplifier at A/D conversion circuit), ang ilaw - sensitibong lugar ng bawat pixel ay sumasakop lamang sa isang maliit na bahagi ng sariling lugar ng pixel. Samakatuwid, kapag ang laki ng pixel ay pareho, ang pagiging sensitibo ng isang sensor ng CMOS ay mas mababa kaysa sa isang sensor ng CCD.
3. Ingay
Dahil ang bawat photodiode sa CMOS ay nangangailangan ng isang amplifier, kung sinusukat sa megapixels, kung gayon milyon -milyong mga amplifier ang kinakailangan. Bilang mga amplifier ay mga analog circuit, mahirap panatilihin ang pagkakaroon ng pagpapalakas ng bawat pixel na pare -pareho. Samakatuwid, kung ihahambing sa mga sensor ng CCD na may isang amplifier lamang, ang ingay ng mga sensor ng CMOS ay tataas nang malaki, na nakakaapekto sa kalidad ng imahe.
4. Pagkonsumo ng Power
Ang paraan ng pagkuha ng imahe ng mga sensor ng CMOS ay aktibo. Ang singil na nabuo ng photodiode ay direktang pinalakas at na -convert ng katabing circuit. Gayunpaman, ang mga sensor ng CCD ay pasibo sa pagkuha. Ang isang inilapat na boltahe ay dapat mailapat upang gawin ang singil sa bawat pixel na lumipat pababa, at ang inilapat na boltahe ay karaniwang nangangailangan ng 12 hanggang 18V. Samakatuwid, ang CCD ay nangangailangan din ng tumpak na disenyo ng linya ng supply ng kuryente at makatiis ng lakas ng boltahe. Ang mataas na boltahe sa pagmamaneho ay gumagawa ng pagkonsumo ng kuryente ng CCD na mas mataas kaysa sa mga CMO.
5. Gastos
Dahil ang mga sensor ng CMOS ay nagpatibay sa proseso ng MOS, na kung saan ay ang pinaka -karaniwang ginagamit sa pangkalahatang mga circuit ng semiconductor, peripheral circuit (tulad ng control control, CDS, ISP, atbp.) Ay madaling maisama sa sensor chip, sa gayon ang pag -save ng gastos ng peripheral chips. Ang CCD ay nagpapadala ng data sa pamamagitan ng paglipat ng singil. Kung ang isang pixel lamang ay hindi gumana, ang buong hilera ng data ay hindi maipadala. Samakatuwid, ang ani ng CCD ay medyo mababa. Bukod dito, kumplikado ang proseso ng pagmamanupaktura nito, at kakaunti lamang ang mga tagagawa ang maaaring makabisado. Ito rin ang dahilan ng mataas na gastos.

Bilis ng shutter

Ang shutter ay isang aparato na ginamit upang makontrol ang oras ng pagkakalantad at isang mahalagang sangkap ng isang camera. Ang istraktura, form at pag -andar nito ay mahalagang mga kadahilanan sa pagsukat ng grado ng isang camera. Parehong mga sensor ng imahe ng CCD at CMOS ay gumagamit ng mga electronic shutter, kabilang ang mga global shutter at rolling shutter.
Global Shutter: Lahat ng mga pixel ng sensor ay nangongolekta ng ilaw nang sabay -sabay at ilantad nang sabay -sabay. Iyon ay, sa simula ng pagkakalantad, ang sensor ay nagsisimula upang mangolekta ng ilaw. Sa pagtatapos ng pagkakalantad, ang circuit circuit circuit ay pinutol, at pagkatapos ay ang halaga ng sensor ay binabasa bilang isang frame.
Ang lahat ng mga pixel ay nakalantad sa parehong sandali, katulad ng pagyeyelo ng isang gumagalaw na bagay, kaya angkop ito para sa pagbaril nang mabilis - Mga gumagalaw na bagay.
Rolling Shutter: Nakamit ito ng sensor sa pamamagitan ng progresibong pagkakalantad. Sa simula ng pagkakalantad, ang sensor ay nag -scan ng linya sa pamamagitan ng linya at inilalantad ang linya ayon sa linya hanggang sa mailantad ang lahat ng mga pixel. Siyempre, ang lahat ng mga aksyon ay nakumpleto sa isang napakaikling panahon, at ang oras ng pagkakalantad para sa iba't ibang mga pixel ng hilera ay nag -iiba.
Ito ay linya - sa pamamagitan ng - linya sunud -sunod na pagkakalantad, kaya hindi ito angkop para sa pagbaril ng mga gumagalaw na bagay. Kung ang bagay o ang camera ay nasa isang estado ng mabilis na paggalaw sa panahon ng pagbaril, ang resulta ng pagbaril ay malamang na magpakita ng mga phenomena tulad ng "tilting", "swaying" o "bahagyang pagkakalantad".

Ang kalakaran ng pag -unlad ng CMO

1. Mababang - Magaan na Epekto
Ang pag -unlad mula sa tradisyunal na FSI (harap na pag -iilaw) sa harap - nag -iilaw na sensor ng CMOS sa BSI (pag -iilaw sa likuran) pabalik - Ang naiilaw na sensor ng CMOS ay isang pangunahing teknolohikal na paglukso. Ang pinakadakilang pag -optimize ng likod - Nag -iilaw na sensor ng CMOS ay namamalagi sa pagbabago ng panloob na istraktura ng sangkap. Bumalik - Nag -iilaw ang mga CMO ay binabaligtad ang orientation ng ilaw - Mga Sensitibong Layer ng Layer, na nagpapahintulot sa ilaw na direktang pumasok mula sa likuran. Iniiwasan nito ang impluwensya ng circuit sa pagitan ng microlens at photodiode at transistor sa tradisyonal na istraktura ng sensor ng CMOS, na makabuluhang pagpapahusay ng kahusayan ng ilaw at lubos na pagpapabuti ng epekto ng pagbaril sa mababang - mga kondisyon ng ilaw. Bumalik - Nag -iilaw ang mga sensor ng CMOS ay gumawa ng isang husay na pagtalon sa pagiging sensitibo kumpara sa tradisyonal na mga sensor ng CMOS. Bilang isang resulta, ang kanilang kakayahan sa pagtuon at kalidad ng imahe ay lubos na napabuti sa ilalim ng mababang pag -iilaw.

2. Pagsugpo sa ingay
Sa isang banda, ang dalubhasang algorithm ng pagtuklas ng ingay ay direktang isinama sa control logic ng sensor ng imahe ng CMOS. Sa pamamagitan ng teknolohiyang ito, ang nakapirming ingay ay maaaring matagumpay na maalis. Sa kabilang banda, ang iba't ibang mga makabagong teknolohiya ay pinagtibay sa ISP, tulad ng teknolohiya ng denoising, upang mapagbuti ang problema sa ingay ng mga CMO.

3. Mataas na Pagsasama
Isa sa mga pangunahing bentahe ng mga sensor ng CMOS. Ito ay isang circuit na may iba pang mga pag -andar na isinama sa sensor nito. Halimbawa, ang inilunsad na OV10633 ay isang 720p HD malawak na sensor ng Dynamic Range. Ang modelo ng OV10633 ay nagsasama ng WDR malawak na dynamic na saklaw at mga pag -andar ng pagproseso ng signal ng imahe ng ISP sa parehong chip tulad ng sensor ng imahe.

Nakaraan:

Susunod: Paano Dual - Spectrum AI Cameras Ay Pinoprotektahan ang Wildlife: Global Application at Epekto