25/08/05Site na smartphones ruo ngwa sayensị, ihe mmetụta onyonyo dị n'obi nke teknụzụ ọhụụ taa. N'ime ndị a, ihe mmetụta CMOS aghọwo ike kachasị ike, na-enye ike ihe niile site na foto ụbọchị ọ bụla ruo n'ihu microscopy na nyocha semiconductor.
Teknụzụ 'Complementary Metal Oxide Semiconductor' (CMOS) bụ ihe owuwu eletrọnịkị na usoro teknụzụ nrụpụta nke ngwa ya nwere nnukwu oke. N'ezie, enwere ike ịsị teknụzụ CMOS na-akwado afọ dijitalụ ọgbara ọhụrụ.
Kedu ihe bụ CMOS sensọ?
Ihe mmetụta ihe oyiyi CMOS (CIS) na-eji pikselụ arụ ọrụ, nke pụtara iji transistor atọ ma ọ bụ karịa na pixel ọ bụla nke igwefoto. CCD na EMCCD pikselụ enweghị transistor.
Ndị transistors dị na pikselụ ọ bụla na-enyere aka ịchịkwa pikselụ ndị a 'na-arụ ọrụ', na-abawanye akara ngosi site na transistor 'field effect', wee nweta data ha, ha niile n'otu n'otu. N'ọnọdụ otu ụzọ agụpụta maka ihe mmetụta dum ma ọ bụ akụkụ dị mkpa nke ihe mmetụta, aIgwefoto CMOSgụnyere ma ọ dịkarịa ala otu ahịrị dum nke ADC agụpụta, otu (ma ọ bụ karịa) ADC maka kọlụm ọ bụla nke ihe mmetụta. Nke ọ bụla n'ime ndị a nwere ike ịgụ uru kọlụm ha n'otu oge. Ọzọkwa, ihe mmetụta 'pikselụ na-arụ ọrụ' dakọtara na mgbagha dijitalụ CMOS, na-abawanye ọrụ sensọ nwere ike.
Ọnụ, àgwà ndị a na-enye CMOS sensọ ọsọ ha. N'agbanyeghị nke a, ekele maka mmụba a na myirịta, ndị ADC n'otu n'otu na-enwe ike iwepụta ogologo oge iji tụọ akara ngosi ha achọpụtara n'ụzọ ziri ezi karị. Oge ntụgharị ndị a dị ogologo na-enye ohere ịrụ ọrụ mkpọtụ dị ala, ọbụlagodi maka ọnụọgụ pikselụ dị elu. N'ihi nke a, na ihe ọhụrụ ndị ọzọ, ụda ọgụgụ nke CMOS sensọ na-adịkarị ka 5x - 10x dị ala karịa nke CCD.
Igwefoto sayensị sayensị ọgbara ọhụrụ CMOS (sCMOS) bụ ụdị CMOS pụrụ iche emebere maka obere mkpọtụ na onyonyo ọsọ ọsọ na ngwa nyocha.
Kedu ka CMOS Sensọ si arụ ọrụ? (gụnyere Rolling vs Global Shutter)
A na-egosipụta ọrụ nke ihe mmetụta CMOS na-ahụkarị na foto a ma depụta ya n'okpuru. Rịba ama na n'ihi ọdịiche arụ ọrụ dị n'okpuru ebe a, oge na ọrụ nke ikpughe ga-adị iche maka igwefoto CMOS zuru ụwa ọnụ na-atụgharị shutter.
Ọgụgụ: Usoro ịgụpụta maka ihe mmetụta CMOS
IHE: Usoro ịgụ akwụkwọ maka igwefoto CMOS dị iche n'etiti igwefoto 'roll shutter' na 'global shutter', dịka a tụlere n'ederede. N'ọnọdụ ọ bụla, pikselụ ọ bụla nwere capacitor na amplifier nke na-emepụta voltaji dabere na ọnụọgụ fotoelectron achọpụtara. Maka ahịrị ọ bụla, a na-atụ voltaji maka kọlụm ọ bụla n'otu oge site na analog kọlụm gaa na ndị ntụgharị dijitalụ.
Rolling Shutter
1. Maka ihe mmetụta CMOS ihe mkpuchi na-atụgharị, na-amalite n'ahịrị elu (ma ọ bụ etiti maka igwefoto splitsensor), kpochapụ ụgwọ ahụ n'ahịrị ka ịmalite mkpughe nke ahịrị ahụ.
2. Mgbe oge 'ahịrị' gafere (nke a bụ 5-20 μs), gaa n'ahịrị na-esote ma megharịa site na nzọụkwụ 1, ruo mgbe ihe mmetụta dum na-ekpughe.
3. Maka ahịrị ọ bụla, ụgwọ na-agbakọta n'oge mkpughe, ruo mgbe ahịrị ahụ gwụchara oge ikpughe ya. Ahịrị mbụ ga-amalite ga-ebu ụzọ mechie.
4. Ozugbo ekpughere ekpughere otu ahịrị, bufee ụgwọ na capacitor na-agụ ihe na amplifier.
5. A na-ejikọta voltaji dị na amplifier ọ bụla n'ahịrị ahụ na kọlụm ADC, na mgbaàmà tụrụ maka pixel ọ bụla n'usoro.
6. The readout na reset ọrụ ga-ewe 'ahịrị oge' iji wuchaa, mgbe nke a ọzọ ahịrị na-amalite ikpughe ga-eru na njedebe nke ya ikpughe oge, na usoro ugboro ugboro site nzọụkwụ 4.
7. Ozugbo agụchara ahụ zuru oke maka ahịrị elu, na-enye ahịrị ala amalitela ikpughe etiti dị ugbu a, ahịrị elu nwere ike ịmalite ikpughe nke etiti na-esote (ọnọdụ overlap). Ọ bụrụ na oge mkpughe dị mkpụmkpụ karịa oge etiti, ahịrị elu ga-echere ka ahịrị ala ka ịmalite mkpughe. Mkpughe kacha nso ga-ekwe omume bụ otu oge ahịrị.
Igwefoto CMOS Tucsen FL 26BW jụrụ oyi, na-egosipụta Sony IMX533 sensọ, na-eji teknụzụ shutter a na-atụgharị.
Global Shutter
Isi mmalite:Ihe mmetụta onyonyo GMAX3412 Global shutter CMOS
1. Iji malite nnweta, a na-ekpochapụ ụgwọ n'otu oge site na ihe mmetụta dum (ntọgharị zuru ụwa ọnụ nke pikselụ ọma).
2. Ụgwọ na-agbakọta n'oge ikpughe.
3. Na njedebe nke ikpughe, a na-ebugharị ụgwọ ndị anakọtara na olulu mmiri masked n'ime pixel ọ bụla, ebe ha nwere ike ichere ịgụpụta na-agụghị foton ọhụrụ achọpụtara. Ụfọdụ igwefoto na-ebufe ụgwọ n'ime capacitor pixel n'oge a.
4. Site na ebubo achọpụtara echekwara na mpaghara masked nke pixel ọ bụla, mpaghara na-arụ ọrụ nke pixel nwere ike ịmalite ikpughe nke etiti na-esote (ọnọdụ overlap).
5. Usoro nke ịgụ ihe site na ebe a na-ekpuchi ihe na-aga n'ihu dị ka ihe mmetụta mkpuchi mkpuchi na-atụgharị: Otu ahịrị n'otu oge, site n'elu ihe mmetụta ahụ, a na-ebufe ụgwọ site na masked ọma na capacitor readout na amplifier.
6. A na-ejikọta voltaji dị na amplifier ọ bụla n'ahịrị ahụ na kọlụm ADC, na mgbaàmà tụrụ maka pixel ọ bụla n'usoro.
7. The readout na reset ọrụ ga-ewe 'line time' iji wuchaa, ebe usoro ga-emeghachi maka na-esote ahịrị site nzọụkwụ 5.
8. Ozugbo agụchara ahịrị niile, igwefoto dị njikere ịgụ etiti na-esote, enwere ike ịmegharị usoro ahụ site na nzọụkwụ 2, ma ọ bụ nzọụkwụ 3 ma ọ bụrụ na oge ikpughe agafeela.
Tucsen's Libra 3412M Mono sCMOS Igwefotona-eji teknụzụ shutter zuru ụwa ọnụ, na-enye ohere ijide n'ụzọ doro anya na ngwa ngwa nke ihe nlele na-akpụ akpụ.
Uru na ọghọm nke CMOS sensọ
Uru
● Ọsọ ọsọ dị eluIhe mmetụta CMOS na-abụkarị iwu 1 ruo 2 nke ịdị ukwuu na ntinye data karịa ihe mmetụta CCD ma ọ bụ EMCCD.
● Igwe mmetụta buru ibu: Ntinye data ọsọ ọsọ na-enyere ọnụ ọgụgụ pikselụ dị elu na ebe nlele buru ibu, ruo iri iri ma ọ bụ narị megapixels.
● Mkpọtụ dị ala: Ụfọdụ CMOS sensọ nwere ike na-agụ mkpọtụ dị ala ka 0.25e-, rivaling EMCCDs na-enweghị mkpa chaja multiplication na-agbakwụnye ọzọ mkpọtụ isi mmalite.
● Mgbanwe nha pixel: Ihe mmetụta igwefoto ndị ahịa na ama na-ebufe nha pikselụ gbadata ~ 1 μm, yana igwefoto sayensị ruru 11 μm na nha pikselụ na-adịkarị, yana ihe ruru 16 μm dị.
● Oriri ike dị ala: Ike dị ala chọrọ nke igwefoto CMOS na-enyere ha aka maka ojiji na ngwa sayensị dị iche iche na ụlọ ọrụ mmepụta ihe.
● Ọnụahịa na ndụ: Igwefoto CMOS dị ala na-adịkarị ma ọ bụ dị ala na ọnụ ahịa igwefoto CCD, igwefoto CMOS dị elu dịkwa ọnụ ala karịa igwefoto EMCCD. Ogologo ndụ ọrụ ha tụrụ anya ya kwesịrị ịkarị nke igwefoto EMCCD.
Cons
● Mkpuchi mkpuchiIhe ka ọtụtụ n'ime igwefoto CMOS sayensị nwere ihe mkpuchi na-agbagharị agbagharị, nke nwere ike ịgbakwunye mgbagwoju anya na ọrụ nnwale ma ọ bụ wepụ ngwa ụfọdụ.
● Curren gbara ọchịchịrị dị elut: Ọtụtụ igwefoto CMOS nwere oke ọchịchịrị dị elu karịa ihe mmetụta CCD na EMCCD, mgbe ụfọdụ na-ewebata nnukwu mkpọtụ na mkpughe ogologo (> 1 sekọnd).
Ebe a na-eji ihe mmetụta CMOS taa
N'ihi ntụgharị ha, a na-ahụ ihe mmetụta CMOS n'ọtụtụ ngwa:
● Eletriki ndị ahịa: Smartphones, kamera weebụ, DSLRs, igwefoto eme ihe.
● Sayensị ndụ: CMOS ihe mmetụta ikeIgwe foto microscopeejiri mee ihe na foto fluorescence na nyocha ahụike.
● Ọmụmụ mbara igwe: Igwe onyonyo na ngwaọrụ onyonyo oghere na-ejikarị CMOS (sCMOS) sayensị maka mkpebi dị elu na obere mkpọtụ.
● Nyocha ụlọ ọrụ: Nyocha anya na-akpaghị aka (AOI), robotics, naese foto maka nyocha semiconductordabere na sensọ CMOS maka ọsọ na izi ezi.
● Ụgbọala: Advanced Driver Assistance Systems (ADAS), ese foto n'azụ na ebe a na-adọba ụgbọala.
● Onyunyo & Nchebe: Igwe ọkụ dị ala na usoro nchọpụta ngagharị.
Ọsọ ha na ọnụ ahịa ha na-efu na-eme CMOS ka ọ bụrụ ihe ngwọta maka ojiji azụmahịa dị elu yana ọrụ sayensị pụrụ iche.
Ihe kpatara CMOS ji bụrụ ọkọlọtọ ọgbara ọhụrụ ugbu a
Ngbanwe site na CCD gaa na CMOS emeghị n'otu abalị, mana ọ bụ ihe a na-apụghị izere ezere. Nke a bụ ihe kpatara CMOS ji bụrụ isi nkuku ụlọ ọrụ onyonyo:
● Uru Nrụpụta: Ewubere na ahịrị mmepụta semiconductor ọkọlọtọ, na-ebelata ọnụ ahịa yana ịkwalite scalability.
● Uru arụmọrụNhọrọ mpịachi na nke zuru ụwa ọnụ, ezi uche dị ala dị ala, yana ọnụego etiti dị elu.
● Mmekọrịta & ọgụgụ isi: Ihe mmetụta CMOS ugbu a na-akwado nhazi AI-chip, nhazi ihu, na nyocha oge.
● Ihe ọhụrụỤdị ihe mmetụta na-apụta dị ka CMOS kpọkọtara ọnụ, ihe mmetụta ihe oyiyi quanta, na ihe mmetụta agbagọ ka arụnyere na nyiwe CMOS.
Site na smartphones gaa naigwefoto sayensị, CMOS egosila na ọ nwere ike ime mgbanwe, dị ike, na nke dị njikere n'ọdịnihu.
Mmechi
Ihe mmetụta CMOS abanyela n'ụkpụrụ ọgbara ọhụrụ maka ọtụtụ ngwa onyonyo, n'ihi nguzozi nke arụmọrụ ha, arụmọrụ na ọnụ ahịa ha. Ma na-ewere ihe ncheta kwa ụbọchị ma ọ bụ na-eme nyocha sayensị dị elu, teknụzụ CMOS na-enye ntọala maka ụwa a na-ahụ anya taa.
Dị ka ihe ọhụrụ dị ka CMOS shutter zuru ụwa ọnụ na sCMOS na-aga n'ihu na-agbasawanye ike nke teknụzụ, ọchịchị ya ga-aga n'ihu ruo ọtụtụ afọ na-abịa.
Ajụjụ
Kedu ihe dị iche n'etiti ihe mkpuchi na-atụgharị na ihe mkpuchi zuru ụwa ọnụ?
Ihe mkpuchi na-atụgharị na-agụpụta ahịrị data onyonyo site n'ahịrị, nke nwere ike bute ihe arụgharị (dịka skew ma ọ bụ mkpagharị) mgbe ị na-ewere isiokwu na-agba ọsọ ọsọ.
Ihe mkpuchi zuru ụwa ọnụ na-ejide etiti ahụ n'otu oge, na-ewepụ mgbagha site na mmegharị ahụ. Ọ dị mma maka ngwa onyonyo dị elu dị ka ọhụụ igwe na nnwale sayensị.
Kedu ihe bụ Rolling Shutter CMOS Overlap Mode?
Maka igwe foto CMOS na-atụgharị shutter, na ọnọdụ ndakọrịta, mkpughe nke etiti na-esote nwere ike ịmalite tupu nke dị ugbu a emechaa nke ọma, na-enye ohere maka ọnụego etiti dị elu. Nke a ga-ekwe omume n'ihi na mkpughe na ọgụgụ nke ahịrị ọ bụla na-aga n'ihu n'oge.
Ụdị a bara uru na ngwa ebe oke etiti na ntinye dị oke mkpa, dị ka na nleba anya ọsọ ọsọ ma ọ bụ nleba anya ozugbo. Agbanyeghị, ọ nwere ike ịbawanye mgbagwoju anya nke oge na mmekọrịta.
Tucsen Photonics Co., Ltd. Ikike niile echekwabara. Mgbe ị na-ehota ihe, biko kwenye isi iyi:www.tucsen.com
