25/08/05Manomboka amin'ny finday ka hatramin'ny zavamaneno siantifika, ivon'ny teknolojian'ny maso ankehitriny ny fakan-tsary. Anisan'izany ny sensor CMOS no lasa hery lehibe indrindra, manome hery ny zava-drehetra manomboka amin'ny sary isan'andro ka hatramin'ny fitsirihana mikroskopika sy semiconductor mandroso.
Ny teknôlôjia 'Complementary Metal Oxide Semiconductor' (CMOS) dia maritrano elektronika sy andiana teknolojian'ny fizotry ny fanamboarana izay malalaka be ny fampiharana azy. Eny tokoa, ny teknolojia CMOS dia azo lazaina fa manohana ny vanim-potoana nomerika maoderina.
Inona no atao hoe CMOS Sensor?
Ny CMOS image sensors (CIS) dia mampiasa pixel mavitrika, midika hoe fampiasana transistor telo na mihoatra isaky ny pixel amin'ny fakantsary. Ny pixel CCD sy EMCCD dia tsy misy transistor.
Ny transistors amin'ny piksel tsirairay dia ahafahan'ireo piksel 'mavitrika' ireo ho voafehy, ampitomboina ireo famantarana amin'ny alalan'ny transistor 'effect eny an-kianja', ary idirana ny angonany, mifanitsy avokoa. Ho solon'ny lalan'ny famakiana tokana ho an'ny sensor iray manontolo na ampahany manan-danja amin'ny sensor iray, afakantsary CMOSahitana andalana iray manontolo amin'ny ADCs famakiana, iray (na mihoatra) ADC isaky ny tsanganana amin'ny sensor. Ny tsirairay amin'izy ireo dia afaka mamaky ny sandan'ny tsanganany miaraka. Fanampin'izay, mifanaraka amin'ny lojika nomerika CMOS ireo sensor 'piksel mavitrika' ireo, mampitombo ny fiasan'ny sensor.
Miaraka, ireo toetra ireo dia manome ny sensor CMOS ny hafainganam-pandehany. Na izany aza, noho io fitomboan'ny parallelism io, ny ADC tsirairay dia afaka maka fotoana lava kokoa handrefesana ny famantarana hitany amin'ny marina kokoa. Ireo fotoana fiovam-po lava kokoa ireo dia mamela ny fiasan'ny feo faran'izay kely, na dia ho an'ny isa ambony kokoa aza. Noho izany, sy ny fanavaozana hafa, ny tabataba mamaky ny sensor CMOS dia mirona ho 5x - 10x ambany noho ny an'ny CCD.
Ny fakan-tsary CMOS siantifika maoderina (sCMOS) dia karazana CMOS manokana natao ho an'ny tabataba ambany sy sary mihetsika haingana amin'ny rindranasa fikarohana.
Ahoana no fiasan'ny CMOS Sensors? (Tafiditra ao anatin'izany ny Rolling vs Global Shutter)
Ny fiasan'ny sensor CMOS mahazatra dia aseho amin'ny sary ary aseho eto ambany. Mariho fa vokatry ny fahasamihafan'ny fiasana etsy ambany, ny fotoana sy ny fampandehanana ny fampitana dia tsy mitovy amin'ny fakan-tsary CMOS fakan-tsarimihetsika manerantany mifanandrify amin'ny fihodinana.
Sary: Dingan'ny famakiana ho an'ny sensor CMOS
FANAMARIHANA: Ny fizotry ny famakiana ho an'ny fakantsary CMOS dia tsy mitovy amin'ny fakantsary 'rolling shutter' sy 'global shutter', araka ny resahina ao amin'ny lahatsoratra. Na izany na tsy izany, ny piksel tsirairay dia misy capacitor sy amplifier izay mamokatra voltase mifototra amin'ny isan'ny photoelectron hita. Ho an'ny andalana tsirairay, ny voltase ho an'ny tsanganana tsirairay dia refesina miaraka amin'ny tsanganana analogue amin'ny mpanova nomerika.
Rolling Shutter
1. Ho an'ny sensor CMOS shutter mihodinkodina, manomboka eo amin'ny laharana ambony (na ivon'ny fakan-tsary splitsensor), esory ny fiampangana eo amin'ny laharana mba hanombohana ny famirapiratan'io laharana io.
2. Rehefa tapitra ny 'fotoana andalana' (mazàna 5-20 μs), dia mandrosoa mankany amin'ny laharana manaraka ary avereno manomboka amin'ny dingana 1, mandra-paharivan'ny sensor manontolo.
3. Ho an'ny andalana tsirairay dia miangona ny fiampangana mandritra ny fampirantiana, mandra-pahavitan'io andalana io ny fotoana fampakarana azy. Ny laharana voalohany hanombohana dia hamita voalohany.
4. Raha vantany vao vita ny fampandrenesana ho an'ny laharana iray, dia alefaso any amin'ny kapasitera sy ny fanamafisam-peo ny fiampangana.
5. Ampifandraisina amin'ny tsanganana ADC ny voltase ao amin'ny amplifier tsirairay ao amin'io laharana io, ary refesina ho an'ny piksel tsirairay ao amin'ny laharana ny famantarana.
6. Haharitra ny 'fotoana andalana' ny famakiana sy famerenana, aorian'izay dia ho tonga amin'ny fiafaran'ny fotoana fampandrenesana ny andalana manaraka hanombohan'ny fampahafantarana, ary miverimberina hatrany amin'ny dingana 4 ny dingana.
7. Raha vantany vao vita ny famakiana ho an'ny laharana ambony, raha toa ka efa nanomboka nampiharihary ny rafitra ankehitriny ny laharana ambany, ny laharana ambony dia mety manomboka mampiseho ny sary manaraka (mode mifanindry). Raha fohy noho ny fotoan'ny sary ny fotoana fampirantiana, ny laharana ambony dia tsy maintsy miandry ny laharana ambany vao manomboka ny famirapiratana. Ny fotoana fohy indrindra azo atao dia matetika amin'ny andalana iray.
Fakan-tsary CMOS mangatsiaka FL 26BW an'i Tucsen, ahitana ny sensor Sony IMX533, dia mampiasa ity teknolojia fanidiana mihodinkodina ity.
Global Shutter
1. Hanombohana ny fahazoana, dia esorina miaraka amin'ny sensor manontolo ny fiampangana (famerenana amin'ny laoniny ny pixel tsara).
2. Miangona ny fiampangana mandritra ny fandefasana.
3. Amin'ny fiafaran'ny fampahafantarana, ny fiampangana voaangona dia afindra any amin'ny lava-drano misaron-tava ao anatin'ny piksel tsirairay, izay ahafahan'izy ireo miandry ny famakiana raha tsy voaisa ny sary vaovao hita. Ny fakantsary sasany dia mamindra fiampangana ao amin'ny capacitor pixel amin'ity dingana ity.
4. Miaraka amin'ireo fiampangana hita voatahiry ao amin'ny faritra misaron-tava isaky ny piksel, ny faritra mavitrika amin'ny piksel dia afaka manomboka ny fampiharihariana ny sary manaraka (mode mifanindry).
5. Ny dingan'ny famakiana avy amin'ny faritra misaron-tava dia mitohy toy ny ho an'ny mpitsikilo mihodinkodina: Andalana iray isaky ny an-tampon'ny sensor, ny fiampangana dia nafindra avy amin'ny lavadrano misaron-tava mankany amin'ny capacitor sy ny amplifier.
6. Ny voltase ao amin'ny amplifier tsirairay ao amin'io laharana io dia mifandray amin'ny tsanganana ADC, ary ny famantarana dia refesina ho an'ny pixel tsirairay ao amin'ny laharana.
7. Haharitra ny 'fotoana andalana' ny famakiana sy famerenana indray, ka hiverina ny dingana ho an'ny laharana manaraka manomboka amin'ny dingana 5.
8. Rehefa voavaky ny andalana rehetra dia vonona ny hamaky ny sary manaraka ny fakan-tsary, ary azo averina amin'ny dingana 2, na dingana 3 ilay dingana raha toa ka efa tapitra ny fotoana fampandrenesana.
Tucsen's Libra 3412M Mono sCMOS Cameradia mampiasa teknolojia fanakatonana manerantany, ahafahana misambotra mazava sy haingana ireo santionany mihetsika.
Ny tombony sy ny tsy fahampian'ny CMOS Sensors
matihanina
● Haingana kokoa: Ny CMOS sensor dia matetika 1 ka hatramin'ny 2 halehiben'ny halehibeny haingana kokoa amin'ny famoahana angona noho ny sensor CCD na EMCCD.
● Sensor lehibe kokoa: Ny fidiran'ny angona haingana kokoa dia manome fahafahana isa ambony kokoa sy sahan'ny fijery lehibe kokoa, hatramin'ny megapixel am-polony na an-jatony.
● Mitabataba kely: Ny sensor CMOS sasany dia afaka namaky tabataba hatrany amin'ny 0.25e-, mifanandrina amin'ny EMCCD nefa tsy mila fampitomboana fiampangana izay manampy loharanon-tabataba fanampiny.
● Ny haben'ny piksel: Ny fakan-tsarimihetsika ho an'ny mpanjifa sy ny finday avo lenta dia mitondra ny haben'ny piksel mankany amin'ny ~1 μm, ary ny fakantsary siantifika hatramin'ny 11 μm amin'ny haben'ny piksel dia mahazatra, ary hatramin'ny 16 μm no misy.
● Mihena ny fanjifana herinaratra: Ny fepetra takian'ny herinaratra ambany amin'ny fakan-tsary CMOS dia ahafahan'izy ireo ampiasaina amin'ny karazana fampiharana ara-tsiansa sy indostrialy.
● Vidiny sy ny androm-piainany: Ny fakan-tsary CMOS ambany dia mazàna mitovitovy na ambany kokoa amin'ny fakan-tsary CCD, ary ny fakan-tsary CMOS avo lenta dia ambany lavitra noho ny fakan-tsary EMCCD. Tokony hihoatra lavitra noho ny an'ny fakan-tsary EMCCD ny androm-panompoan'izy ireo.
maharatsy ny mifampiresaka
● Fanidiana mihodinkodina: Ny ankamaroan'ny fakan-tsary CMOS siantifika dia manana fanakatonana mihodinkodina, izay afaka manampy fahasarotana amin'ny fizotran'ny fanandramana na manakana ny fampiharana sasany.
● Curren maizina kokoat: Ny ankamaroan'ny fakan-tsarimihetsika CMOS dia manana courant maizina kokoa noho ny sensor CCD sy EMCCD, indraindray misy tabataba be amin'ny famirapiratana lava (> 1 segondra).
Aiza no Ampiasaina ny Sensor CMOS ankehitriny
Noho ny fahaizan'izy ireo, ny sensor CMOS dia hita amin'ny fampiharana marobe:
● Electronics Consumer: Smartphone, webcam, DSLR, cams action.
● Siansa momba ny fiainana: Herin'ny sensor CMOSfakan-tsary mikroskopikaampiasaina amin'ny imaging fluorescence sy diagnostics fitsaboana.
● Astronomia: Matetika mampiasa CMOS siantifika (sCMOS) ny teleskaopy sy ny fitaovana fanaovana sary eny amin'ny habakabaka ho an'ny fanapahan-kevitra avo lenta sy tabataba ambany.
● Fanaraha-maso indostrialy: Fanaraha-maso optika mandeha ho azy (AOI), robotika, aryfakantsary ho an'ny fanaraha-maso semiconductormiantehitra amin'ny sensor CMOS ho an'ny hafainganam-pandeha sy ny fahamarinany.
● Fiara: Advanced Driver Assistance Systems (ADAS), fakan-tsarimihetsika aoriana sy fijanonana.
● Fanaraha-maso sy fiarovana: Rafitra fanaraha-maso ny hazavana ambany sy ny fihetsehana.
Ny hafainganam-pandehany sy ny fandaniam-bolany dia mahatonga ny CMOS ho vahaolana ho an'ny fampiasana ara-barotra avo lenta sy asa siantifika manokana.
Nahoana ny CMOS no fenitra maoderina ankehitriny
Ny fiovan'ny CCD mankany CMOS dia tsy nitranga nandritra ny alina, saingy tsy azo ihodivirana izany. Izao no antony mahatonga ny CMOS ho vato fehizoron'ny indostrian'ny sary:
● Tombontsoa amin'ny famokarana: Namboarina tamin'ny tsipika fanamboarana semiconductor mahazatra, mampihena ny vidiny ary manatsara ny scalability.
● Fahombiazana: Safidy fanakatonana mihodinkodina sy maneran-tany, fanatsarana ny fahatsapan'ny hazavana ambany, ary ny tahan'ny sary ambony kokoa.
● Integration & Intelligence: Ny sensor CMOS izao dia manohana ny fanodinana AI amin'ny chip, ny informatika amin'ny sisiny ary ny famakafakana amin'ny fotoana tena izy.
● Fanavaozana: Ireo karazana sensor vao misondrotra toy ny CMOS stacked, sensor quanta image, ary sensor miolikolika dia naorina amin'ny sehatra CMOS.
Avy amin'ny smartphones ka hatramin'nyfakan-tsary siantifika, CMOS dia voaporofo fa azo ampifanarahana, matanjaka ary vonona amin'ny ho avy.
Famaranana
Ny sensor CMOS dia nivoatra ho fenitra maoderina ho an'ny ankamaroan'ny fampiharana sary, noho ny fifandanjana amin'ny fahombiazany, ny fahombiazany ary ny vidiny. Na maka fahatsiarovana isan'andro na manao famakafakana siantifika haingana, ny teknolojia CMOS dia manome fototra ho an'ny tontolon'ny maso ankehitriny.
Satria ny fanavaozana toy ny CMOS shutter manerantany sy ny sCMOS dia manohy manitatra ny fahaizan'ny teknolojia, ny fanjakazany dia hitohy mandritra ny taona maro ho avy.
FAQs
Inona no maha-samihafa ny shutter mihodinkodina sy ny shutter manerantany?
Ny fanakatonana mihodinkodina dia mamaky ny angon-drakitra sary an-tsipika, izay mety hiteraka artifact mihetsika (ohatra, miolikolika na mihozongozona) rehefa maka lohahevitra mihetsika haingana.
Ny fanakatonana eran-tany dia maka ny frame manontolo miaraka, manala ny fikorontanan'ny hetsika. Tena mety amin'ny fampiharana sary haingana toy ny fahitana milina sy andrana siantifika.
Inona no atao hoe Rolling Shutter CMOS Overlap Mode?
Ho an'ny fakan-tsary CMOS shutter mihodinkodina, amin'ny fomba mifanipaka, ny fampirantiana ny sary manaraka dia afaka manomboka alohan'ny hahavitan'ny ankehitriny, ahafahana mampitombo ny tahan'ny sary. Azo atao izany satria ny fampandrenesana sy ny famakiana ny andalana tsirairay dia miovaova ara-potoana.
Ity fomba ity dia ilaina amin'ny fampiharana izay tena manan-danja ny tahan'ny frame sy ny fivoahana, toy ny amin'ny fisafoana haingana na ny fanaraha-maso amin'ny fotoana tena izy. Na izany aza, mety hampitombo kely ny fahasarotan'ny fotoana sy ny fampifanarahana izany.
Tucsen Photonics Co., Ltd. Zo rehetra voatokana. Rehefa mitanisa dia ekeo ny loharano:www.tucsen.com
