25/08/05Lati awọn fonutologbolori si awọn ohun elo imọ-jinlẹ, awọn sensọ aworan wa ni ọkan ti imọ-ẹrọ wiwo oni. Lara iwọnyi, awọn sensọ CMOS ti di agbara ti o ga julọ, ni agbara ohun gbogbo lati awọn fọto lojoojumọ si microscopy ti ilọsiwaju ati ayewo semikondokito.
Imọ-ẹrọ 'Complementary Metal Oxide Semiconductor' (CMOS) jẹ faaji itanna ati ṣeto ti awọn imọ-ẹrọ ilana iṣelọpọ eyiti awọn ohun elo rẹ gbooro ti iyalẹnu. Lootọ, imọ-ẹrọ CMOS ni a le sọ lati ṣe atilẹyin ọjọ-ori oni-nọmba ode oni.
Kini sensọ CMOS kan?
Awọn sensọ aworan CMOS (CIS) lo awọn piksẹli ti nṣiṣe lọwọ, itumo lilo awọn transistors mẹta tabi diẹ sii ni ẹbun kọọkan ti kamẹra. Awọn piksẹli CCD ati EMCCD ko ni awọn transistors ninu.
Awọn transistors ni piksẹli kọọkan jẹ ki awọn piksẹli 'lọwọ' ṣiṣẹ lati ṣakoso, awọn ifihan agbara nipasẹ awọn transistors ipa aaye, ati wiwọle data wọn, gbogbo wọn ni afiwe. Ni aaye ti ọna kika kan fun gbogbo sensọ tabi ida pataki ti sensọ kan, aCMOS kamẹrapẹlu ni o kere kan gbogbo ila ti readout ADCs, ọkan (tabi diẹ ẹ sii) ADC fun kọọkan iwe ti awọn sensọ. Ọkọọkan ninu awọn wọnyi le ka iye ọwọn wọn nigbakanna. Siwaju sii, awọn sensọ 'piksẹli ti nṣiṣe lọwọ' wọnyi ni ibamu pẹlu ọgbọn oni nọmba CMOS, jijẹ iṣẹ sensọ ti o pọju.
Papọ, awọn agbara wọnyi fun awọn sensọ CMOS iyara wọn. Sibẹsibẹ, o ṣeun si ilosoke yii ni afiwe, awọn ADCs kọọkan ni anfani lati gba to gun lati wiwọn awọn ifihan agbara ti wọn rii pẹlu deede diẹ sii. Awọn akoko iyipada gigun wọnyi gba laaye fun iṣẹ ariwo kekere pupọ, paapaa fun awọn iṣiro piksẹli ti o ga julọ. Ṣeun si eyi, ati awọn imotuntun miiran, ariwo kika ti awọn sensọ CMOS duro lati jẹ bi 5x – 10x kekere ju ti awọn CCDs.
Awọn kamẹra ti imọ-jinlẹ CMOS (sCMOS) ti ode oni jẹ oriṣi amọja ti CMOS ti a ṣe apẹrẹ fun ariwo kekere ati aworan iyara giga ni awọn ohun elo iwadii.
Bawo ni Awọn sensọ CMOS Ṣiṣẹ? (Pẹlu Rolling vs Global Shutter)
Iṣiṣẹ ti sensọ CMOS aṣoju kan han ninu eeya ati ṣe ilana ni isalẹ. Ṣe akiyesi pe bi abajade awọn iyatọ iṣẹ ṣiṣe ni isalẹ, akoko ati iṣiṣẹ ti ifihan yoo yatọ fun agbaye dipo awọn kamẹra CMOS sẹsẹ.
olusin: Readout ilana fun CMOS sensọ
AKIYESI: Ilana kika fun awọn kamẹra CMOS yato laarin awọn kamẹra 'yiyi' ati awọn kamẹra 'oju agbaye', gẹgẹbi a ti jiroro ninu ọrọ naa. Ni boya idiyele, ẹbun kọọkan ni kapasito ati ampilifaya eyiti o ṣe agbejade foliteji ti o da lori kika fọtoelectron ti a rii. Fun kana kọọkan, awọn foliteji fun gbogbo iwe ni a wọn nigbakanna nipasẹ afọwọṣe iwe si awọn oluyipada oni-nọmba.
Yiyi Shutter
1. Fun sensọ CMOS tii yiyi, ti o bẹrẹ ni ila oke (tabi aarin fun awọn kamẹra pipin sensọ), ko idiyele kuro lati ori ila naa lati bẹrẹ ifihan ila yẹn.
2. Lẹhin ti 'akoko ila' ti kọja (eyiti o jẹ 5-20 μs), gbe lọ si ọna atẹle ki o tun ṣe lati igbesẹ 1, titi gbogbo sensọ yoo fi han.
3. Fun ila kọọkan, awọn idiyele ṣajọpọ lakoko ifihan, titi ti ila naa yoo fi pari akoko ifihan rẹ. Laini akọkọ lati bẹrẹ yoo pari ni akọkọ.
4. Ni kete ti ifihan ba ti pari fun ọna kan, gbe awọn idiyele lọ si kapasito kika ati ampilifaya.
5. Awọn foliteji ni kọọkan ampilifaya ni wipe kana ti wa ni ki o si ti sopọ si awọn iwe ADC, ati awọn ifihan agbara won fun gbogbo ẹbun ni awọn kana.
6. Awọn kika ati iṣẹ atunto yoo gba 'akoko ila' lati pari, lẹhin eyi ni ila ti o tẹle lati bẹrẹ ifihan yoo ti de opin akoko ifihan rẹ, ati ilana naa tun ṣe lati igbesẹ 4.
7. Ni kete ti kika ti pari fun ila oke, pese ila isalẹ ti bẹrẹ ṣiṣafihan fireemu lọwọlọwọ, ila oke le bẹrẹ ifihan ti fireemu atẹle (ipo agbekọja). Ti akoko ifihan ba kuru ju akoko fireemu lọ, kana oke gbọdọ duro fun laini isalẹ lati bẹrẹ ifihan. Ifihan ti o kuru ju ti o ṣeeṣe jẹ deede akoko laini kan.
Tucsen ká FL 26BW Tutu CMOS Kamẹra, ti o nfihan sensọ Sony IMX533, nlo imọ-ẹrọ tiipa yiyi.
Shutter agbaye
1. Lati bẹrẹ ohun-ini, idiyele jẹ imukuro nigbakanna lati gbogbo sensọ (atunto agbaye ti ẹbun daradara).
2. Gbigba agbara ṣajọpọ lakoko ifihan.
3. Ni opin ifihan, awọn idiyele ti a gba ni a gbe si daradara ti o boju-boju laarin ẹbun kọọkan, nibiti wọn le duro de kika laisi awọn fọto ti a rii tuntun ti a ka. Diẹ ninu awọn kamẹra gbe awọn idiyele sinu capacitor pixel ni ipele yii.
4. Pẹlu awọn idiyele ti a rii ti o fipamọ ni agbegbe boju-boju ti ẹbun kọọkan, agbegbe ti nṣiṣe lọwọ ti ẹbun le bẹrẹ ifihan ti fireemu atẹle (ipo agbekọja).
5. Ilana ti kika kika lati agbegbe ti o boju-boju n tẹsiwaju bi fun awọn sensọ oju iboju sẹsẹ: Ọna kan ni akoko kan, lati oke ti sensọ, awọn idiyele ti wa ni gbigbe lati inu iboju daradara si capacitor readout ati amplifier.
6. Awọn foliteji ni kọọkan ampilifaya ni wipe kana ti wa ni ti sopọ si awọn iwe ADC, ati awọn ifihan agbara won fun gbogbo ẹbun ni kana.
7. Awọn kika ati atunto isẹ yoo gba awọn 'ila akoko' lati pari, whereupon awọn ilana yoo tun fun awọn tókàn kana lati igbese 5.
8. Ni kete ti a ti ka gbogbo awọn ori ila, kamẹra ti ṣetan lati ka fireemu atẹle, ati pe ilana naa le tun ṣe lati igbesẹ 2, tabi igbesẹ 3 ti akoko ifihan ba ti kọja tẹlẹ.
Tucsen ká Libra 3412M Mono sCMOS Kamẹranlo imọ-ẹrọ oju-ọna agbaye, n mu ki o han kedere ati gbigba awọn ayẹwo gbigbe.
Aleebu ati awọn konsi ti CMOS Sensosi
Aleebu
● Awọn iyara ti o ga julọ: Awọn sensọ CMOS jẹ deede 1 si 2 awọn aṣẹ ti titobi ni iyara ni iṣelọpọ data ju awọn sensọ CCD tabi EMCCD.
● Awọn sensọ ti o tobi ju: Ṣiṣejade data yiyara n jẹ ki awọn kika piksẹli ti o ga julọ ati awọn aaye wiwo nla, to awọn mewa tabi awọn ọgọọgọrun ti megapixels.
● Ariwo kekere: Diẹ ninu awọn sensọ CMOS le ti ka ariwo bi kekere bi 0.25e-, rivaling EMCCDs lai nilo iye owo isodipupo ti o ṣe afikun afikun ariwo orisun.
● Iwọn piksẹli ni irọrun: Olumulo ati awọn sensọ kamẹra foonuiyara wakọ awọn iwọn piksẹli si iwọn ~ 1 μm, ati awọn kamẹra ijinle sayensi to 11 μm ni iwọn piksẹli jẹ wọpọ, ati to 16 μm wa.
● Lilo agbara kekere: Awọn ibeere agbara kekere ti awọn kamẹra CMOS jẹ ki wọn lo ni ọpọlọpọ awọn ohun elo ijinle sayensi ati awọn ohun elo ile-iṣẹ.
● Iye owo ati igbesi aye: Awọn kamẹra CMOS kekere-kekere jẹ igbagbogbo iru tabi dinku ni idiyele si awọn kamẹra CCD, ati pe awọn kamẹra CMOS ti o ga julọ kere pupọ ni idiyele ju awọn kamẹra EMCCD lọ. Igbesi aye iṣẹ ti wọn nireti yẹ ki o kọja pupọ ti kamẹra EMCCD kan.
Konsi
● Yiyi oju: Pupọ julọ ti awọn kamẹra CMOS ti imọ-jinlẹ ni titiipa sẹsẹ kan, eyiti o le ṣafikun idiju si ṣiṣan iṣẹ idanwo tabi ṣe akoso awọn ohun elo kan.
● Curren dudu ti o ga julọt: Pupọ julọ awọn kamẹra CMOS ni lọwọlọwọ dudu ti o ga ju CCD ati awọn sensọ EMCCD, nigbakan ṣafihan ariwo pataki lori awọn ifihan gigun (> 1 iṣẹju-aaya).
Nibo ni a ti lo awọn sensọ CMOS Loni
Ṣeun si iṣiṣẹpọ wọn, awọn sensọ CMOS ni a rii ni ọpọlọpọ awọn ohun elo:
● Awọn ẹrọ itanna onibara: fonutologbolori, webcams, DSLRs, igbese kamẹra.
● Awọn sáyẹnsì Igbesi ayeCMOS agbara sensosiairi awọn kamẹrati a lo ninu aworan fluorescence ati awọn iwadii iṣoogun.
● Ìwòràwọ̀: Awọn ẹrọ imutobi ati awọn ẹrọ aworan aaye nigbagbogbo lo CMOS ijinle sayensi (sCMOS) fun ipinnu giga ati ariwo kekere.
● Ayẹwo Iṣẹ: Aifọwọyi opitika ayewo (AOI), Robotik, atiawọn kamẹra fun ayewo semikondokitogbekele awọn sensọ CMOS fun iyara ati deede.
● Ọkọ ayọkẹlẹ: To ti ni ilọsiwaju Driver Assistance Systems (ADAS), ru-view ati pa awọn kamẹra.
● Kakiri & Aabo: Imọlẹ-kekere ati awọn ọna wiwa išipopada.
Iyara wọn ati ṣiṣe-iye owo jẹ ki CMOS lọ-si ojutu fun lilo iṣowo iwọn-giga mejeeji ati iṣẹ imọ-jinlẹ pataki.
Kini idi ti CMOS Ṣe Bayi ni Ipele ode oni
Iyipada lati CCD si CMOS ko ṣẹlẹ ni alẹ kan, ṣugbọn o jẹ eyiti ko ṣeeṣe. Eyi ni idi ti CMOS jẹ bayi okuta igun ile-iṣẹ aworan:
● Awọn anfani iṣelọpọ: Ti a ṣe lori awọn laini iṣelọpọ semikondokito boṣewa, idinku idiyele ati imudara iwọn.
● Awọn anfani iṣẹ: Yiyi ati awọn aṣayan pipade agbaye, imudara ifamọ ina kekere, ati awọn oṣuwọn fireemu ti o ga julọ.
● Integration & oye: Awọn sensọ CMOS bayi ṣe atilẹyin lori-chip AI sisẹ, iširo eti, ati itupalẹ akoko gidi.
● Atunse: Awọn iru sensọ ti njade bi CMOS tolera, awọn sensọ aworan quanta, ati awọn sensosi te ti wa ni itumọ ti lori awọn iru ẹrọ CMOS.
Lati awọn fonutologbolori siijinle sayensi awọn kamẹra, CMOS ti fihan lati jẹ iyipada, lagbara, ati setan-ọjọ iwaju.
Ipari
Awọn sensọ CMOS ti wa sinu boṣewa ode oni fun ọpọlọpọ awọn ohun elo aworan, o ṣeun si iwọntunwọnsi iṣẹ wọn, ṣiṣe, ati idiyele. Boya yiya awọn iranti lojoojumọ tabi ṣiṣe itupalẹ imọ-jinlẹ iyara giga, imọ-ẹrọ CMOS n pese ipilẹ fun agbaye wiwo oni.
Bi awọn imotuntun bii tiipa agbaye CMOS ati sCMOS tẹsiwaju lati faagun awọn agbara imọ-ẹrọ, a ṣeto agbara rẹ lati tẹsiwaju fun awọn ọdun to nbọ.
FAQs
Kini iyato laarin a yiyi oju ati ki o kan agbaye oju?
Titupa yiyi n ka laini data aworan jade nipasẹ laini, eyiti o le fa awọn ohun-ọṣọ išipopada (fun apẹẹrẹ, skew tabi Wobble) nigbati o ba ya awọn koko-ọrọ ti o nyara.
Titiipa agbaye kan ya gbogbo fireemu nigbakanna, imukuro ipalọlọ lati išipopada. O jẹ apẹrẹ fun awọn ohun elo aworan iyara bi iran ẹrọ ati awọn adanwo imọ-jinlẹ.
Kini Ipo Ikọja Rolling Shutter CMOS?
Fun awọn kamẹra kamẹra CMOS yiyi, ni ipo agbekọja, ifihan ti fireemu atẹle le bẹrẹ ṣaaju eyi ti lọwọlọwọ ti pari ni kikun, gbigba fun awọn oṣuwọn fireemu ti o ga julọ. Eyi ṣee ṣe nitori ifihan kana kọọkan ati kika ti wa ni itara ni akoko.
Ipo yii wulo ninu awọn ohun elo nibiti oṣuwọn fireemu ti o pọju ati iṣelọpọ jẹ pataki, gẹgẹbi ni ayewo iyara-giga tabi titọpa akoko gidi. Bibẹẹkọ, o le mu idiju ti akoko ati imuṣiṣẹpọ pọ si diẹ.
Tucsen Photonics Co., Ltd. Gbogbo ẹtọ wa ni ipamọ. Nigbati o ba n tọka si, jọwọ jẹwọ orisun:www.tucsen.com
