Osnovni koncept senzora

Senzor: Odnosi se na senzor slike, ?ija povr?ina sadr?i nekoliko miliona na desetine miliona fotodioda. To je poluvodi?ki ?ip koji pretvara opti?ke slike u elektri?ne signale.
Pixel: Piksel je osnovna jedinica senzora. Slika se sastoji od piksela, a broj piksela ukazuje na koli?inu fotoosjetljivih elemenata sadr?anih u kameru.
Rezolucija: Odnosi se na maksimalni broj piksela koji slika mo?e primiti u vodoravnom i vertikalnom smjeru.
Veli?ina piksela: Odnosi se na stvarnu veli?inu predstavljenu pikselom u du?ini i ?irinom smjera.
?ivo predstavljen gornjom figurom, pikseli predstavljaju ukupan broj crnih mre?a na ovoj slici, ?to je 91 piksela, dok se rezolucija odnosi na broj crnih mre?a u du?ini i ?irini. Slika prikazana gore je 13 * 7. Veli?ina piksela je veli?ina koju predstavlja svaka crna mre?a na ovoj slici, a jedinica je op?enito mikrometri. Kada je veli?ina slike konstantna, ve?a je veli?ina piksela, ni?a rezolucija i donja jasno?a.

Bayer nizga filtra u boji

Pozadina: Nakon ?to su ljudi imali senzore koji bi mogli osjetiti intenzitet svjetlosti, mogli su uzeti samo crne - i - bijele fotografije (sive slike) jer se senzori u to vrijeme mogu osjetiti samo intenzitet svjetlosti, ali ne i boje. Ako je neko hteo dobiti sliku u boji, najsverovatnija metoda bila je dodavanje filtera razli?itih boja. Stoga je razvijen Bayer Array. Sastoji se od crvenih, zelenih i plavih filtera ure?enih naizmjeni?no u redovnom uzorku. Filter jedne od RGB boja postavlja se na svaki piksel, omogu?avaju?i samo svjetlost odre?ene boje.
Bayer formacija: Eastman. Bayer Array, izumio je Bryce Bayer, nau?nik iz Kodaka, 1976. godine, jo? uvijek se ?iroko koristi u polju digitalne obrade slike do danas.
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?------------? ?

Human o?ne ?elije

U ljudskom oku postoje dvije vrste vizualnih ?elija: konus - u obliku i ?tap - u obliku -
Konusne ?elije su dalje svrstane u tri vrste: crvene fotoreceptore ?elije, zelene fotoreceptore (najosjetljivije) i plave fotoreceptore. Nisu osjetljivi kada je osvjetljenje nizak. Tek kada intenzitet svjetla dostigne odre?eno stanje, mo?e li funkcije Cone Cells funkcija.
Ko?inske ?elije su vrlo osjetljive na svjetlost i mogu formirati slike objekata u vrlo prigu?enim osvjetljenjem, ali ne mogu osjetiti boje.
To tako?e obja?njava za?to ljudi mogu videti predmete no?u, ali ne mogu efikasno razlikovati svoje boje.


Razlika izme?u CCD-a i CMOS-a

CCD (Ure?aj za par para): Napunite - Spojen ure?aj, integriran na poluvodi?kim pojedina?nim kristalnim materijalima.
CMOS (komplementarni poluvodi? za metal oksid): komplementarni poluvodi? za metal oksida, integriran na poluvodi?ke materijale metalnih oksida.

Trenutno na sigurnosnom tr?i?tu, senzori slika kamera su ili CCD ili CMOS. U eri standardnog nadzora definicije, i analogne kamere i standardne - Definicije mre?ne kamere uglavnom su koristile CCD senzore. Me?utim, u posljednjih nekoliko godina CMOS prestaje na tr?i?te CCD-a. U doba visokog nadzora definicije CMOS je postepeno zamijenio CCD senzore.

1. Brzina ?itanja informacija
Podaci o punjenju pohranjeni u CCD punjenju - Spojeni ure?aj mora biti prebacio bit prema dolje prema udvostru?enom pod kontrolom sinhronog signala, a zatim jednoliko poja?ano za pretvorbu ADC-a. Transfer i ?itanje izlaza informacija o naplati zahtijevaju kontrolni krug sata, a cjelokupni krug je relativno slo?en. CMOS senzori direktno obavljaju poja?anje poja?anja i analogni - na - digitalnu pretvorbu unutar svjetla - osjetljive jedinice, ?ime se signal ?itanje vrlo jednostavnim. Tako?e mogu istovremeno obraditi slike sa svake jedinice. Stoga je brzina ?itanja CMOS-a br?e od onog CCD-a.
2. Osjetljivost
Budu?i da svaki piksel CMOS senzora sadr?i dodatne krugove (poja?ala i klipovi za pretvorbu A / D), svjetlo - osjetljivo podru?je svakog piksela zauzima samo mali dio vlastitog podru?ja piksela. Stoga je, kada je veli?ina piksela ista, osjetljivost CMOS senzora je ni?a od onog od CCD senzora.
3. Buka
Budu?i da svaka fotodioda u CMOS-u zahtijeva poja?alo, ako se mjeri u megapikselima, tada su potrebni milioni poja?ala. Kako su poja?ala analogni krugovi, te?ko je zadr?ati poja?anje poja?anja svakog piksela u skladu. Stoga, u usporedbi s CCD senzorima koji imaju samo jedan poja?alo, buka CMOS senzora zna?ajno ?e se pove?ati, utje?u?i na kvalitetu slike.
4. Potro?nja energije
Na?in nabavke slike CMOS senzora je aktivan. Naplata koju generira fotodiodom izravno je poja?ava i pretvori u susjedni krug. Me?utim, CCD senzori su pasivni u akviziciji. Primijenjeni napon mora se primijeniti kako bi se punjenje u svakom pikselu pomaknuli prema dolje, a primijenjeni napon obi?no zahtijeva 12 do 18V. Stoga, CCD tako?er zahtijeva precizno dizajn linije napajanja i izdr?ava ?vrsto?u napona. Visoki vozni napon ?ini potro?nju energije CCD-a mnogo ve?e od onog CMOS-a.
5 Tro?ak
Budu?i da CMOS senzori usvajaju ROS proces, koji se naj?e??e koristi u op?im poluvodi?kim krugovima, perifernim krugovima (poput vremenske kontrole, CD-a, ISP-a itd.) Mogu se lako integrirati u senzorski ?ip, ?ime se ?tede na taj na?in ?tede?i tro?kove perifernih ?ipova. CCD prenosi podatke putem prenosa punjenja. Ako samo jedan piksel ne radi, ?itav niz podataka ne mo?e se prenijeti. Stoga je prinos CCD-a relativno nizak. ?tavi?e, njegov proizvodni proces je slo?en, a samo nekoliko proizvo?a?a mo?e ga savladati. To je ujedno i razlog visokih tro?kova.

Brzina zatvara?a

Okida? je ure?aj koji se koristi za kontrolu vremena izlo?enosti i va?na je komponenta kamere. Njegova struktura, oblik i funkcija va?ni su faktori u mjerenju ocjene kamere. I CCD i CMOS senzori slike koriste elektroni?ke rolete, uklju?uju?i globalne rolete i roletne.
Globalni zatvara?: svi pikseli senzora skupljaju svjetlost istovremeno i izla?u istovremeno. To je, na po?etku izlaganja, senzor po?inje sakupljati svjetlost. Na kraju izlaganja, lagani krug sakupljanja je isklju?en, a zatim se vrijednost senzora ?ita kao jedan okvir.
Svi pikseli su izlo?eni u istom trenutku, sli?no zamrzavanjem pokretnog objekta, tako da je pogodan za snimanje brzog pokretnih predmeta.
Rolling Shutter: Senzor to posti?e progresivnom izlaganjem. Na po?etku izlo?enosti, senzor skenira linija po liniji i izla?e liniju po liniji dok se ne izlo?e svi pikseli. Naravno, sve su akcije zavr?ene u izuzetno kratkom vremenu, a vrijeme izlaganja za razli?ite piksele za red varira.
To je linija - po - sekvencijalnom izlaganju liniji, tako da nije pogodna za snimanje pokretnih objekata. Ako se objekt ili kamera nalazi u stanju brzog pokreta tijekom snimanja, rezultat snimanja vrlo je vjerovatno pokazati pojave poput "naginjanja", "njiha" ili "djelomi?no izlaganje".

Trend razvoja CMOS-a

1. Nizak - svjetlosni efekat
Razvoj iz tradicionalnog FSI-a (prednja strana osvjetljenje) sprijeda - osvetljeni CMOS senzor na BSI (le?a osvjetljenje) nazad - osvetljeni CMOS senzor je glavni tehnolo?ki skok. Najve?a optimizacija le?a - osvijetljenog CMOS senzora le?i u promjeni unutarnje strukture komponente. Natrag - Osvetljeni CMOS preokre?u orijentaciju svjetla - osjetljive komponente sloja, omogu?avaju?i lagano izravno ulazak s le?a. To izbjegava utjecaj kruga izme?u mikrolena i fotodiode i tranzistora u tradicionalnom CMOS strukturi senzora, zna?ajno pobolj?avaju?i efikasnost svjetlosti i uvelike pobolj?avaju?i efekt snimanja u malim - svjetlosnim uvjetima. Natrag - Osvetljeni CMOS senzori napravili su kvalitativni skok osjetljivost u odnosu na tradicionalne CMOS senzore. Kao rezultat toga, njihova sposobnost fokusiranja i kvaliteta slike uvelike su pobolj?ani pod niskim osvjetljenjem.

2. Suzbijanje buke
S jedne strane, specijalizirani algoritam otkrivanja buke izravno se integrira u kontrolnu logiku senzora CMOS slike. Kroz ovu tehnologiju, fiksni ?um se mo?e uspje?no ukloniti. S druge strane, u ISP-u se usvaju razne tehnolo?ke inovacije, poput osvajanja tehnologije, za pobolj?anje problema sa CMOS-om.

3. Visoka integracija
Jedna od glavnih prednosti CMOS senzora. To je krug s drugim funkcijama integriranim u njen senzor. Na primjer, pokrenut OV10633 je 720p HD ?iroki senzor dinami?kog raspona. Model OV10633 integrira WDR ?irok dinami?ki raspon i funkcije obrade ISP image signala na istom ?ipu kao i senzor slike.

Prethodno:

Slede?e: Kako se dual - spektar AI kamere ?tite divlje ?ivotinje: globalne primjene i utjecaj