25/08/05Laga soo bilaabo taleefannada casriga ah ilaa aaladaha sayniska, dareemayaasha sawirku waxay udub dhexaad u yihiin farsamada muuqaalka maanta. Kuwaas waxaa ka mid ah, dareemayaasha CMOS waxay noqdeen xoogga ugu sarreeya, oo awood u siinaya wax walba laga bilaabo sawirada maalinlaha ah ilaa kormeerka sare ee microscopy iyo kormeerka semiconductor.
Tiknooloojiyada 'Complementary Metal Oxide Semiconductor' (CMOS) waa qaab-dhismeed elektaroonig ah iyo tignoolajiyada geeddi-socodyada abuurista kuwaas oo codsiyadoodu aad u ballaaran yihiin. Runtii, tignoolajiyada CMOS waxa la odhan karaa waxay xoojinaysaa da'da dhijitaalka ah ee casriga ah.
Waa maxay Sensor CMOS?
Dareemayaasha sawirka CMOS (CIS) waxay isticmaalaan pixels firfircoon, taasoo la macno ah isticmaalka saddex ama in ka badan oo transistor ah pixel kasta oo kamarad ah. CCD iyo EMCCD pixels kuma jiraan transistors.
Transistor-yada ku jira pixel kasta waxa ay awoodaan in pixels-yadan 'firfircoon' la kantaroolo, calaamaduhuna waxaa lagu xoojiyay 'transistor-ka' saamaynta, iyo in xogtooda la galo, dhammaan waa isbarbar socdaa. Meesha hal dariiqa akhriska loogu talagalay dareeme dhan ama qayb muhiim ah oo ka mid ah dareemayaasha, akamarada CMOSwaxaa ku jira ugu yaraan hal saf oo dhan ADCs akhrinta, hal (ama ka badan) ADC tiir kasta oo dareemayaasha. Mid kasta oo kuwan ka mid ah wuxuu akhrin karaa qiimihii tiirkooda isku mar. Intaa waxaa dheer, dareemayaasha 'pixel firfircoon' waxay la jaan qaadayaan macquulka dhijitaalka ah ee CMOS, taasoo kordhinaysa shaqeynta dareemayaasha.
Si wada jir ah, tayadani waxay siinayaan dareemayaasha CMOS xawaarahooda. Hase yeeshee, iyada oo ay ugu wacan tahay kororka isbarbardhigga, ADC-yada shakhsi ahaaneed waxay awoodaan inay qaataan waqti dheer si ay u cabbiraan calaamadahooda la ogaaday si sax ah. Waqtiyadan beddelka dheer waxay u oggolaanayaan hawlgal buuq yar, xitaa tirinta pixel sare. Waad ku mahadsan tahay tan, iyo halabuurrada kale, qaylada akhriska ee dareemayaasha CMOS waxay u egtahay inay ka hooseeyaan 5x - 10x ka CCD-yada.
Kaamirooyinka casriga ah ee CMOS (sCMOS) waa nooc-hoosaad gaar ah oo CMOS ah oo loogu talagalay sanqadh hooseeya iyo sawir-qaadista xawaaraha sare ee codsiyada cilmi-baarista.
Sidee bay dareemayaasha CMOS u shaqeeyaan? (oo ay ku jiraan Rolling vs Global Shutter)
Hawlgalka dareemaha caadiga ah ee CMOS ayaa lagu muujiyey shaxanka oo hoos lagu tilmaamay. Ogsoonow in natiijada kala duwanaanshaha hawlgalka ee hoose awgeed, wakhtiga iyo hawlgalka soo-gaadhista ay ku kala duwanaan doonaan kamaradaha CMOS-ka ee shutter-ka caalamiga ah.
Jaantus: Habka akhrinta ee dareenka CMOS
FIIRO GAAR AHHabka akhrinta kamaradaha CMOS waxay ku kala duwan yihiin kamaradaha 'Rolling shutter' iyo 'global shutter', sida qoraalka looga hadlay. Si kastaba ha noqotee, pixel kastaa wuxuu ka kooban yahay capacitor iyo amplifier kaas oo soo saara danab ku salaysan tirinta sawir-qaadista ee la ogaaday. Saf kasta, danabyada tiir kasta waxaa lagu cabbiraa isku mar iyadoo la isticmaalayo analooga tiirka ilaa beddelayaasha dhijitaalka ah.
Shutter Rolling
1. Dareemaha duubista ee CMOS, oo ka bilaabmaya safka ugu sarreeya (ama xarunta kamaradaha kala qaybinta), ka nadiifi kharashka safka si aad u bilowdo soo-bandhigidda safkaas.
2. Ka dib markii 'waqtiga khadka' uu dhaafo (sida caadiga ah 5-20 μs), u gudub safka xiga oo ku celi tillaabada 1, ilaa uu dareemka oo dhan soo shaac baxo.
3. Saf kasta, kharashyadu way ururaan inta lagu jiro soo-gaadhista, ilaa uu ka dhammeeyo safka wakhtiga fidinta. Safka ugu horreeya ee bilaabmaya wuxuu dhammaan doonaa marka hore.
4. Marka soo-gaadhista la dhammeeyo oo isku xigta, ku wareeji khidmadaha wax-akhriska iyo cod-weyneeye.
5. Danabka ku jira cod-weyneyste kasta oo safkaas ku jira waxa uu markaa ku xidhan yahay tiirka ADC, iyo calaamadda lagu cabbiro pixel kasta oo safka ku jira.
6. Akhrinta iyo dib u dajinta hawlgalka waxay qaadan doontaa 'waqtiga khadka' in la dhammeeyo, ka dib safka xiga ee lagu bilaabayo soo-gaadhista wuxuu gaari doonaa dhamaadka wakhtiga soo-gaadhistiisa, hawshana waxaa lagu soo celin doonaa tallaabada 4.
7. Sida ugu dhakhsaha badan akhrintu u dhammaato safka ugu sarreeya, bixinta safka hoose ayaa bilaabay soo bandhigida jir-dhiska hadda, safka sare waxa laga yaabaa inuu bilaabo soo-gaadhista fareega soo socda (hab isku-darka). Haddii wakhtiga soo-gaadhista uu ka gaaban yahay wakhtiga fareeshka, safka sare waa inuu sugo safka hoose si uu u bilaabo muujinta. Soo-gaadhista ugu gaaban ee suurtogalka ah waa sida caadiga ah hal wakhti.
Tucsen's FL 26BW Kamarada CMOS ee qaboojiyay, oo leh dareemaha Sony IMX533, ayaa adeegsada tignoolajiyadan duubista.
Shutter caalami ah
1. Si aad u bilowdo iibsashada, kharashka ayaa isku mar laga nadiifiyaa dareemaha oo dhan (dib u habeyn caalami ah ee ceelka pixel).
2. Kharashka ayaa urura inta lagu jiro soo-gaadhista.
3. Dhamaadka soo-gaadhista, kharashyada la ururiyey waxaa loo rari doonaa ceel daboolan oo ku dhex jira pixel kasta, halkaas oo ay ku sugi karaan akhrinta iyada oo aan la tirin sawir-qaade cusub. Qaar ka mid ah kamaradaha waxay u dhaqaaqaan kharashyada heerka pixel capacitor heerkan.
4. Iyadoo kharashyada la ogaaday lagu kaydiyay aagga wejiyada leh ee pixel kasta, aagga firfircoon ee pixel wuxuu bilaabi karaa soo-gaadhista qaabka soo socda (qaabka isku dhafan).
5. Habka akhrinta aagga wejigu waxa uu u socdaa sida dareemaha duubista: Hal saf markiiba, laga bilaabo korka dareeme, kharashyada waxaa laga soo wareejinayaa si fiican wajiga daboolan oo loo wareejiyo capacitor iyo cod-weyneeye.
6. Voltaga ku jira cod-weyneyste kasta oo safkaas ku jira waxa uu ku xidhan yahay tiirka ADC, iyo calaamadda lagu cabbiro pixel kasta oo safka ku jira.
7. Akhrinta iyo dib u dajinta hawlgalka waxay qaadan doontaa 'waqtiga khadka' in la dhammeeyo, ka dib hawshu waxay ku soo celin doontaa safka xiga ee tallaabada 5.
8. Marka dhammaan safafka la akhriyo, kamaradu waxay diyaar u tahay inay akhrido qaab-dhismeedka soo socda, hawshana waxaa lagu soo celin karaa tallaabada 2, ama tallaabada 3 haddii wakhtiga soo-gaadhista uu hore u dhaafay.
Tucsen's Libra 3412M Mono sCMOS Cameraadeegsada tignoolajiyada shutter-ka caalamiga ah, taas oo u sahlaysa in si cad oo degdeg ah loo qabto muunado dhaqaaqa.
Faa'iidooyinka iyo khasaarooyinka Sensors CMOS
Faa'iidooyinka
● Xawaaraha sareDareemayaasha CMOS caadi ahaan waa 1 ilaa 2 amarrada cabbirka xogta si ka dhaqso badan marka loo eego dareemayaasha CCD ama EMCCD.
● Dareemayaasha waaweyn: Xogta degdega ah ee soo saarista waxay awood u siinaysaa tirinta pixel-ka sare iyo meelaha waaweyn ee muuqaalka, ilaa tobanaan ama boqolaal megapixels.
● Sawaxan hooseeya: Qaar ka mid ah dareemayaasha CMOS waxay akhriyi karaan qaylada ugu hooseeya 0.25e-, EMCCD-yada xafiiltama iyaga oo aan u baahnayn isku dhufasho lacag ah oo ku daraya ilo sanqadh dheeraad ah.
● dabacsanaanta cabbirka PixelDareemayaasha kamaradaha casriga ah ee macaamiisha iyo talefanka casriga ah waxay ku wadaan cabbirada pixel-ka ilaa kala duwanaanshaha ~1 μm, iyo kamaradaha sayniska ilaa 11 μm ee cabbirka pixels waa caadi, iyo ilaa 16 μm ayaa la heli karaa.
● Isticmaalka tamarta hooseShuruudaha awoodda hoose ee kamaradaha CMOS waxay awood u siinayaan in loogu isticmaalo codsiyada sayniska iyo warshadaha kala duwan.
● Qiimaha iyo cimriga: Kaamirooyinka CMOS-ka hooseeya waxay caadi ahaan la mid yihiin ama ka hooseeyaan kharashka kamaradaha CCD, iyo kamaradaha CMOS-ga sare aad ayay uga hooseeyaan kamaradaha EMCCD. Cimrigooda adeeg ee la filayo waa in ay aad uga badan yihiin kamarada EMCCD.
Qasaarooyinka
● Qalabka duubista: Inta badan kamaradaha CMOS ee cilmiga leh waxay leeyihiin xirmo duuban, kaas oo ku dari kara kakanaanta socodka shaqada tijaabada ah ama meesha ka saari kara codsiyada qaarkood.
● Curren madow oo sarreeyat: Inta badan kamaradaha CMOS waxay leeyihiin hadda mugdi aad uga sarreeya CCD iyo EMCCD, mararka qaarkood waxay soo bandhigaan buuq la taaban karo oo ku saabsan soo-gaadhista dheer (> 1 ilbiriqsi).
Meesha CMOS Sensors laga isticmaalo Maanta
Iyada oo ay ugu wacan tahay kala duwanaanshahooda, dareemayaasha CMOS waxaa laga helaa codsiyo badan oo kala duwan:
● Macaamiisha Elektarooniga ahTelefoonnada casriga ah, kamaradaha webka, DSLR-yada, kamaradaha waxqabadka.
● Cilmiga nolosha: Awoodda dareemayaasha CMOSkamaradaha microscopyloo isticmaalo sawirada fluorescence iyo baadhista caafimaadka.
● XiddiggaTelescopes iyo aaladaha sawir-qaadista hawada waxay inta badan isticmaalaan CMOS (sCMOS) cilmiyaysan si ay u xaliyaan sare iyo buuq yar.
● Kormeerka Warshadaha: Kormeerka indhaha ee otomaatiga ah (AOI), robotics, iyokamaradaha kormeerka semiconductorku tiirsan CMOS dareemayaasha xawaaraha iyo saxnaanta.
● Baabuurta: Nidaamyada Caawinta Darawalka Sare (ADAS), kamaradaha gadaal-fiirinta iyo baarkinka.
● Ilaalinta & Amniga: Nidaamyada ogaanshaha iftiinka hooseeya iyo dhaqdhaqaaqa.
Xawaarahooda iyo hufnaantooda kharashku waxay ka dhigayaan CMOS xal u helida isticmaalka ganacsiga mugga sare leh iyo shaqada sayniska ee gaarka ah.
Waa maxay sababta CMOS hadda u yahay heerka casriga ah
Ka beddelka CCD ee CMOS ma dhicin habeen keliya, laakiin waxay ahayd lama huraan. Waa tan sababta CMOS ay hadda u tahay tiirka warshadaha sawirka:
Faa'iidada Wax-soo-saarka: Lagu dhisay khadadka wax-soo-saarka semiconductor-ka caadiga ah, dhimista qiimaha iyo hagaajinta miisaanka.
● Guulaha Waxqabadka: Wareegid iyo ikhtiyaarka xidhidhayaasha caalamiga ah, dareenka iftiinka hooseeya oo la roonaaday, iyo heerar heersare ah.
● Isdhexgalka & SirdoonkaDareemayaasha CMOS hadda waxay taageeraan habaynta on-chip AI, xisaabinta cidhifka, iyo falanqaynta waqtiga-dhabta ah.
● Hal-abuurnimoNoocyada dareemayaasha soo ifbaxaya sida CMOS is dulsaaran, dareemayaasha sawirka quanta, iyo dareemayaasha qaloocan ayaa lagu dhisay aaladaha CMOS.
Laga soo bilaabo taleefannada casriga ah ilaakamaradaha sayniska, CMOS waxa uu caddeeyey in uu yahay mid la qabsan kara, awood leh, iyo diyaar u ah mustaqbalka.
Gabagabo
Dareemayaasha CMOS waxay u xuubsiibteen heerka casriga ah ee inta badan codsiyada sawir-qaadista, taas oo ay ugu wacan tahay dheelitirnaanta waxqabadkooda, hufnaanta, iyo qiimaha. Haddi la qabsado xusuusta maalinlaha ah ama la samaynayo falanqayn cilmiyeed oo xawli sare leh, tignoolajiyada CMOS waxa ay siisaa aasaaska dunida aragga ee maanta.
Sida hal-abuurnimada sida caalamiga ah ee CMOS iyo sCMOS ay sii wadaan ballaarinta awoodaha tignoolajiyada, awooddeeda ayaa lagu wadaa inay sii socoto sanadaha soo socda.
FAQs
Waa maxay faraqa u dhexeeya shutter-ka duuban iyo shutter-ka caalamiga ah?
Xirmada duuban waxay akhrinaysaa xogta sawirka khad toosan, kaas oo sababi kara dhaqdhaqaaqa dhaqdhaqaaqa (tusaale, qalafsanaan ama gariir) marka la qabanayo mawduucyada dhaq-dhaqaaqa.
Xirmada caalamiga ah ayaa isku mar qabsada guud ahaan jir, isaga oo meesha ka saaraya qallooca dhaqdhaqaaqa. Waxay ku habboon tahay codsiyada sawir-qaadista xawaaraha sare leh sida aragga mashiinka iyo tijaabooyinka sayniska.
Waa maxay Rolling Shutter CMOS Habka Isku-xidhka?
Kaamirooyinka duubista ee CMOS, qaabka isku dhafka ah, soo bandhigida jirku wuxuu bilaaban karaa ka hor inta uusan kan hadda si buuxda u dhammaystirin, taasoo u oggolaanaysa heerar sare. Tani waa suurtogal sababta oo ah saf kasta soo bandhigiddiisa iyo akhrintiisa ayaa waqtigeeda ku dhacay.
Habkani waxa uu faa'iido u leeyahay arjiyada halka heerka ugu sarreeya ee qaab-dhismeedka iyo wax-soo-saarka ay muhiim yihiin, sida kormeerka xawaaraha sare ama raadinta-waqtiga dhabta ah. Si kastaba ha ahaatee, waxa laga yaabaa inay yara kordhiso kakanaanta wakhtiga iyo wada shaqaynta.
Tucsen Photonics Co., Ltd. Dhammaan xuquuqaha way xifdisan yihiin. Markaad xiganayso, fadlan qir isha:www.tucsen.com
