۲۵/۰۸/۰۵له سمارټ فونونو څخه تر ساینسي وسایلو پورې، د عکس سینسرونه د نن ورځې د بصري ټیکنالوژۍ په زړه کې دي. د دې په منځ کې، د CMOS سینسرونه غالب ځواک ګرځیدلی، چې د ورځني عکسونو څخه تر پرمختللي مایکروسکوپي او سیمیکمډکټر تفتیش پورې هرڅه ځواکمن کوي.
'تکمیلي فلزي آکسایډ سیمیکمډکټر' (CMOS) ټیکنالوژي یو بریښنایی جوړښت او د جوړونې پروسو ټیکنالوژیو ټولګه ده چې غوښتنلیکونه یې خورا پراخه دي. په حقیقت کې، د CMOS ټیکنالوژي ویل کیدی شي چې د عصري ډیجیټل دور ملاتړ کوي.
د CMOS سینسر څه شی دی؟
د CMOS انځور سینسرونه (CIS) فعال پکسلونه کاروي، پدې معنی چې د کیمرې په هر پکسل کې د دریو یا ډیرو ټرانزیسټرونو کارول. CCD او EMCCD پکسلونه ټرانزیسټرونه نلري.
په هر پکسل کې ټرانزیسټرونه دا 'فعال' پکسلونه کنټرولوي، سیګنالونه د 'فیلډ ایفیکٹ' ټرانزیسټرونو له لارې پراخوي، او د دوی معلوماتو ته لاسرسی، ټول په موازي ډول. د ټول سینسر یا د سینسر د پام وړ برخې لپاره د یوې واحد لوستلو لارې پر ځای، یود CMOS کیمرهلږترلږه د لوستلو وړ ADCs یوه بشپړه قطار، د سینسر د هر ستون لپاره یو (یا ډیر) ADC شامل دي. دا هر یو کولی شي د خپل ستون ارزښت په یو وخت کې ولولي. برسېره پردې، دا 'فعال پکسل' سینسرونه د CMOS ډیجیټل منطق سره مطابقت لري، د احتمالي سینسر فعالیت زیاتوي.
په ګډه، دا ځانګړتیاوې د CMOS سینسرونو ته خپل سرعت ورکوي. بیا هم، د موازي والي د دې زیاتوالي څخه مننه، انفرادي ADCs د دې توان لري چې د دوی کشف شوي سیګنالونو د ډیر دقت سره اندازه کولو لپاره ډیر وخت ونیسي. دا اوږد تبادلې وختونه د خورا ټیټ شور عملیاتو لپاره اجازه ورکوي، حتی د لوړ پکسل شمیرو لپاره. د دې او نورو نوښتونو څخه مننه، د CMOS سینسرونو لوستلو شور د CCDs په پرتله 5x - 10x ټیټ وي.
عصري ساینسي CMOS (sCMOS) کیمرې د CMOS یو ځانګړی فرعي ډول دی چې د څیړنې غوښتنلیکونو کې د ټیټ شور او لوړ سرعت عکس اخیستنې لپاره ډیزاین شوی.
د CMOS سینسرونه څنګه کار کوي؟ (د رولینګ په مقابل کې د ګلوبل شټر په ګډون)
د یو عادي CMOS سینسر عملیات په انځور کې ښودل شوي او لاندې تشریح شوي دي. په یاد ولرئ چې د لاندې عملیاتي توپیرونو په پایله کې، د نړیوال او رولینګ شټر CMOS کیمرې لپاره د افشا کولو وخت او عملیات به توپیر ولري.
شکل: د CMOS سینسر لپاره د لوستلو پروسه
یادښت: د CMOS کیمرې لپاره د لوستلو پروسه د 'رولینګ شټر' او 'ګلوبل شټر' کیمرې ترمنځ توپیر لري، لکه څنګه چې په متن کې بحث شوی. په دواړو حالتونو کې، هر پکسل یو کپیسیټر او امپلیفیر لري چې د کشف شوي فوتو الیکټرون شمیرې پراساس ولټاژ تولیدوي. د هرې قطار لپاره، د هر کالم لپاره ولټاژونه په ورته وخت کې د کالم انالوګ څخه ډیجیټل کنورټرونو لخوا اندازه کیږي.
رولینګ شټر
۱. د رولینګ شټر CMOS سینسر لپاره، د پورتنۍ قطار څخه پیل کیږي (یا د سپلیټ سینسر کیمرې لپاره مرکز)، د قطار څخه چارج پاک کړئ ترڅو د قطار افشا کول پیل شي.
۲. وروسته له دې چې د 'لین وخت' تېر شي (معمولا ۵-۲۰ μs)، بلې قطار ته لاړ شئ او له لومړي ګام څخه یې تکرار کړئ، تر هغه چې ټول سینسر ښکاره شي.
۳. د هرې قطار لپاره، د افشا کولو په جریان کې چارجونه راټولیږي، تر هغه چې هغه قطار خپل د افشا کولو وخت پای ته ونه رسوي. لومړی قطار چې پیل کیږي لومړی به پای ته ورسیږي.
۴. کله چې د قطار لپاره افشا کول پای ته ورسیږي، چارجونه د لوستلو کپیسیټر او امپلیفیر ته انتقال کړئ.
۵. په هغه قطار کې د هر امپلیفیر ولټاژ بیا د ADC کالم سره وصل کیږي، او سیګنال د قطار د هر پکسل لپاره اندازه کیږي.
۶. د لوستلو او بیا تنظیمولو عملیات به د بشپړیدو لپاره 'لاین وخت' ونیسي، له هغې وروسته به د افشا کیدو پیل کولو لپاره راتلونکې قطار د خپل افشا کیدو وخت پای ته رسیدلی وي، او پروسه د څلورم ګام څخه تکرار کیږي.
۷. هرڅومره ژر چې د پورتنۍ قطار لپاره لوستل بشپړ شي، په دې شرط چې ښکته قطار د اوسني چوکاټ افشا کول پیل کړي، پورته قطار ممکن د راتلونکي چوکاټ افشا کول پیل کړي (اوورلیپ حالت). که چیرې د افشا کولو وخت د چوکاټ وخت څخه لنډ وي، نو پورته قطار باید د ښکته قطار د افشا کولو پیل کولو لپاره انتظار وکړي. ترټولو لنډ ممکنه افشا کول معمولا د یوې کرښې وخت وي.
د ټوسن FL 26BW سړه شوې CMOS کیمره، چې د سوني IMX533 سینسر لري، د دې رولینګ شټر ټیکنالوژۍ څخه کار اخلي.
نړیوال شټر
۱. د استملاک پیل کولو لپاره، چارج په ورته وخت کې له ټول سینسر څخه پاکیږي (د پکسل څاه نړیوال بیا تنظیم کول).
۲. چارج د افشا کیدو په وخت کې راټولیږي.
۳. د افشا کولو په پای کې، راټول شوي چارجونه د هر پکسل دننه یو پوښل شوي څاه ته لیږدول کیږي، چیرې چې دوی کولی شي د نوي کشف شوي فوټونونو شمیرلو پرته د لوستلو انتظار وکړي. ځینې کیمرې پدې مرحله کې چارجونه د پکسل کپیسیټر ته لیږدوي.
۴. د هر پکسل په ماسک شوي ساحه کې د کشف شوي چارجونو ذخیره کولو سره، د پکسل فعاله ساحه کولی شي د راتلونکي چوکاټ (اوورلیپ حالت) افشا کول پیل کړي.
۵. د ماسک شوي ساحې څخه د لوستلو پروسه د رولینګ شټر سینسرونو په څیر پرمخ ځي: په یو وخت کې یو قطار، د سینسر له پورته څخه، چارجونه د ماسک شوي څاه څخه د لوستلو کیپسیټر او امپلیفیر ته لیږدول کیږي.
۶. په هغه قطار کې د هر امپلیفیر ولټاژ د ADC کالم سره وصل دی، او سیګنال د قطار د هر پکسل لپاره اندازه کیږي.
۷. د لوستلو او بیا تنظیمولو عملیات به د بشپړیدو لپاره 'لاین وخت' ونیسي، چې بیا به دا پروسه د پنځم ګام څخه د بلې قطار لپاره تکرار شي.
۸. کله چې ټولې قطارونه ولوستل شي، کیمره د راتلونکي چوکاټ لوستلو لپاره چمتو ده، او پروسه د دوهم ګام څخه یا د دریم ګام څخه تکرار کیدی شي که چیرې د افشا کولو وخت دمخه تیر شوی وي.
د توسن لیبرا ۳۴۱۲M مونو sCMOS کیمرهد نړیوال شټر ټیکنالوژۍ څخه کار اخلي، د حرکت نمونو روښانه او ګړندي نیول فعالوي.
د CMOS سینسرونو ګټې او زیانونه
ګټې:
● لوړ سرعت: د CMOS سینسرونه معمولا د CCD یا EMCCD سینسرونو په پرتله د معلوماتو په لیږد کې له 1 څخه تر 2 ترتیبونو پورې ګړندي وي.
● لوی سینسرونه: د معلوماتو چټک لیږد د پکسلونو لوړ شمیر او د لید لوی ساحې، تر لسګونو یا سلګونو میګاپکسلونو پورې فعالوي.
● ټیټ شور: ځینې CMOS سینسرونه کولی شي تر 0.25e پورې ټیټ شور ولولي، د EMCCDs سره سیالي کوي پرته له دې چې د چارج ضرب ته اړتیا ولري چې اضافي شور سرچینې اضافه کړي.
● د پکسل اندازې انعطاف: د مصرف کونکي او سمارټ فون کیمرې سینسرونه د پکسل اندازه تر ~1 μm پورې راټیټوي، او ساینسي کیمرې تر 11 μm پورې د پکسل اندازه کې عام دي، او تر 16 μm پورې شتون لري.
● د برېښنا کم مصرف: د CMOS کیمرونو ټیټ بریښنا اړتیاوې دوی ته دا توان ورکوي چې په پراخه کچه ساینسي او صنعتي غوښتنلیکونو کې وکارول شي.
● قیمت او د ژوند موده: د ټیټ پای CMOS کیمرې معمولا د CCD کیمرې سره ورته یا ټیټ لګښت لري، او د لوړ پای CMOS کیمرې د EMCCD کیمرې په پرتله خورا ټیټ لګښت لري. د دوی تمه شوي خدمت ژوند باید د EMCCD کیمرې څخه خورا ډیر وي.
له بندڅخه
● رولینګ شټر: د ساینسي CMOS ډیری کیمرې رولینګ شټر لري، کوم چې کولی شي تجربوي کاري جریان کې پیچلتیا اضافه کړي یا ځینې غوښتنلیکونه رد کړي.
● لوړ تیاره رنګt: ډیری CMOS کیمرې د CCD او EMCCD سینسرونو په پرتله خورا لوړ تیاره جریان لري، ځینې وختونه د اوږدې مودې (> 1 ثانیې) په جریان کې د پام وړ شور رامینځته کوي.
چیرته چې نن ورځ د CMOS سینسرونه کارول کیږي
د دوی د استعداد له امله، د CMOS سینسرونه په پراخه کچه غوښتنلیکونو کې موندل کیږي:
● د مصرف کوونکي برېښنايي توکي: سمارټ فونونه، ویب کیمونه، DSLR، د عمل کامرې.
● د ژوند علوم: د CMOS سینسرونو ځواکمایکروسکوپي کیمرېد فلوروسینس امیجینګ او طبي تشخیصاتو کې کارول کیږي.
● ستورپوهنه: ټیلسکوپونه او د فضا امیجنگ وسایل اکثرا د لوړ ریزولوشن او ټیټ شور لپاره ساینسي CMOS (sCMOS) کاروي.
● صنعتي تفتیش: اتومات نظري تفتیش (AOI)، روبوټکس، اود سیمیکمډکټر تفتیش لپاره کیمرېد سرعت او دقت لپاره په CMOS سینسرونو تکیه وکړئ.
● موټر: د موټر چلولو پرمختللي مرستې سیسټمونه (ADAS)، د شا لید او پارکینګ کیمرې.
● څارنه او امنیت: د کم رڼا او حرکت کشفولو سیسټمونه.
د دوی سرعت او د لګښت موثریت CMOS د لوړ حجم سوداګریزې کارونې او ځانګړي ساینسي کار دواړو لپاره د حل لاره ګرځوي.
ولې CMOS اوس عصري معیار دی؟
د CCD څخه CMOS ته بدلون په شپه کې نه دی رامنځته شوی، مګر دا حتمي وه. دلته ولې CMOS اوس د عکس اخیستنې صنعت بنسټ دی:
● د تولید ګټه: د معیاري سیمیکمډکټر جوړونې لینونو باندې جوړ شوی، لګښت کموي او د پیمانه کولو وړتیا ښه کوي.
● د فعالیت لاسته راوړنې: د رولینګ او ګلوبل شټر اختیارونه، د ټیټ رڼا حساسیت ښه شوی، او د فریم لوړ نرخونه.
● ادغام او استخبارات: د CMOS سینسرونه اوس په چپ کې د AI پروسس کولو، څنډه کمپیوټري کولو، او ریښتیني وخت تحلیل ملاتړ کوي.
● نوښت: د سینسرونو راڅرګندیدونکي ډولونه لکه سټک شوي CMOS، کوانټا عکس سینسرونه، او منحني سینسرونه په CMOS پلیټ فارمونو کې جوړ شوي دي.
له سمارټ فونونو څخه ترساینسي کیمرې، CMOS ثابت شوی چې د تطبیق وړ، ځواکمن، او راتلونکي ته چمتو دی.
پایله
د CMOS سینسرونه د ډیری امیجنگ غوښتنلیکونو لپاره په عصري معیار بدل شوي، د دوی د فعالیت، موثریت او لګښت توازن څخه مننه. که د ورځني یادونو نیول وي یا د لوړ سرعت ساینسي تحلیل ترسره کول وي، د CMOS ټیکنالوژي د نن ورځې بصري نړۍ لپاره بنسټ چمتو کوي.
لکه څنګه چې د نړیوال شټر CMOS او sCMOS په څیر نوښتونه د ټیکنالوژۍ وړتیاوې پراخوي، د هغې واکمني به د راتلونکو کلونو لپاره دوام ومومي.
پوښتنې او ځوابونه
د رولینګ شټر او ګلوبل شټر ترمنځ څه توپیر دی؟
یو رولینګ شټر د انځور ډیټا په کرښه لیکه لولي، کوم چې کولی شي د ګړندي حرکت کونکو موضوعاتو د نیولو پرمهال د حرکت اثارو (د مثال په توګه، سکوی یا ټپی کیدل) لامل شي.
یو نړیوال شټر په یو وخت کې ټول چوکاټ نیسي، د حرکت څخه تحریف له منځه وړي. دا د لوړ سرعت امیجنگ غوښتنلیکونو لکه ماشین لید او ساینسي تجربو لپاره مثالی دی.
د رولینګ شټر CMOS اوورلیپ حالت څه شی دی؟
د رولینګ شټر CMOS کیمرې لپاره، په اوورلیپ حالت کې، د راتلونکي چوکاټ افشا کول د اوسني چوکاټ بشپړ بشپړیدو دمخه پیل کیدی شي، چې د لوړ چوکاټ نرخونو ته اجازه ورکوي. دا ممکنه ده ځکه چې د هر قطار افشا کول او لوستل په وخت کې په ټپه ولاړ دي.
دا حالت په هغو غوښتنلیکونو کې ګټور دی چیرې چې د فریم اعظمي کچه او تروپټ مهم دي، لکه د لوړ سرعت تفتیش یا ریښتیني وخت تعقیب کې. په هرصورت، دا ممکن د وخت او همغږۍ پیچلتیا یو څه زیاته کړي.
د ټوسن فوټونیکس شرکت، لمیټډ ټول حقونه خوندي دي. د حوالې ورکولو پرمهال، مهرباني وکړئ سرچینه ومنئ:www.tucsen.com
