Osnovni koncept senzora

Senzor: Odnosi se na senzor slike, ?ija povr?ina sadr?i nekoliko milijuna do desetaka milijuna 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 kameri.
Rezolucija: odnosi se na maksimalni broj piksela koji slika mo?e smjestiti u horizontalnim i okomitim smjerovima.
Veli?ina piksela: odnosi se na stvarnu veli?inu predstavljenu pikselom u smjeru duljine i ?irine.
O?ivo predstavljeni s gornjom slikom, pikseli predstavljaju ukupni broj crnih re?etki na ovoj slici, koja je 91 piksela, dok se rezolucija odnosi na broj crnih re?etki u duljini i ?irini. Navedena slika je 13*7. Veli?ina piksela je veli?ina predstavljena svakom crnom mre?om na ovoj slici, a jedinica su uglavnom mikrometri. Kad je veli?ina slike konstantna, ve?a je veli?ina piksela, to je ni?a rezolucija i ni?a je jasno?a.

Bayer niz 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 su senzori u to vrijeme mogli osjetiti samo intenzitet svjetla, ali ne i boje. Ako je htio dobiti sliku u boji, najravnija metoda bila je dodavanje filtera razli?itih boja. Stoga je razvijen Bayer niz. Sastoji se od crvenih, zelenih i plavih filtera raspore?enih naizmjeni?no u redovnom uzorku. Filter jedne od RGB boja postavlja se na svaki piksel, omogu?avaju?i da pro?e samo svjetlost odre?ene boje.
Bayer formacija: Eastman. Bayer Array, koji je 1976. izumio Bryce Bayer, znanstvenik iz Kodaka, jo? uvijek se ?iroko koristi u polju digitalne obrade slika do danas.
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?————————————? ?

Stanice ljudske o?ne o?i

U ljudskom oku postoje dvije vrste vizualnih stanica: konus - oblik i ?tap -
Konusne stanice dalje su klasificirane u tri vrste: crvene stanice fotoreceptora, stanice zelenih fotoreceptora (najosjetljivije) i stanice plavih fotoreceptora. Nisu osjetljivi kada je osvjetljenje nisko. Tek kada intenzitet svjetlosti dosegne odre?eno stanje, konusne stanice mogu funkcionirati.
Stanice ?ipki vrlo su osjetljive na svjetlost i mogu formirati slike predmeta u vrlo prigu?enim uvjetima osvjetljenja, ali ne mogu osjetiti boje.
To tako?er obja?njava za?to ljudi mogu vidjeti predmete no?u, ali ne mogu u?inkovito razlikovati svoje boje.


Razlika izme?u CCD -a i CMOS -a

CCD (Ure?aj za par punjenja): Napunjenje - Spojeni ure?aj, integriran na pojedina?ne kristalne materijale Semiconductor.
CMOS (komplementarni metalni oksid poluvodi?): komplementarni poluvodi? metalnog oksida, integriran na poluvodi?ke materijale metalnih oksida.

Trenutno, na tr?i?tu sigurnosti, senzori slika kamera su ili CCD ili CMOS. U doba standardnog - definicija, i analognih kamera i standardnih - Definicija mre?nih kamera uglavnom su koristili CCD senzore. Me?utim, u posljednjih nekoliko godina, CMOS je gutao tr?i?te CCD -a. U eri visokog - definitivnog nadzora, CMOS je postupno zamijenio CCD senzore.

1. Brzina ?itanja informacija
Podaci o naboju pohranjeni u CCD punjenju - spojeni ure?aj treba prenijeti bit prema malo prema dolje pod kontrolom sinkronog signala, a zatim jednoli?no poja?ane za pretvorbu ADC -a. Prijenos i ?itanje podataka o informacijama o punjenju zahtijevaju upravlja?ki krug sata, a ukupni krug je relativno slo?en. CMOS senzori izravno izvode poja?anje poja?anja i analogne - do - digitalne pretvorbe unutar svjetlosti - osjetljive jedinice, ?ine?i ?itanje signala vrlo jednostavnim. Oni tako?er mogu istovremeno obraditi podatke o slici iz svake jedinice. Stoga je brzina ?itanja CMO -a br?a od brzine CCD -a.
2. Osjetljivost
Budu?i da svaki piksel CMOS senzora sadr?i dodatne krugove (poja?ala i A/D pretvorbeni krugovi), svjetlost - osjetljivo podru?je svakog piksela zauzima samo mali dio vlastitog podru?ja piksela. Stoga, kada je veli?ina piksela ista, osjetljivost senzora CMOS je ni?a od one CCD senzora.
3. Buka
Budu?i da svaka fotodioda u CMOS -u zahtijeva poja?alo, ako se mjeri u megapikselima, tada su potrebni milijuni poja?ala. Budu?i da su poja?ala analogni krugovi, te?ko je zadr?ati poja?avanje poja?anja svakog piksela dosljednim. Stoga ?e se u usporedbi sa CCD senzorima koji imaju samo jedno poja?alo, buka CMOS senzora zna?ajno ?e se pove?ati, utje?u?i na kvalitetu slike.
4. Potro?nja energije
Metoda stjecanja slike CMOS senzora je aktivna. Naboj generiran fotodiodom izravno se poja?ava i pretvara u susjedni krug. Me?utim, CCD senzori su pasivni u stjecanju. Primijenjeni napon mora se primijeniti kako bi se naboj u svakom pikselu kretao prema dolje, a primijenjeni napon obi?no zahtijeva 12 do 18V. Stoga CCD tako?er zahtijeva precizan dizajn napajanja i izdr?ava ?vrsto?u napona. Visoki pogonski napon ?ini potro?nju elektri?ne energije CCD -a mnogo ve?om od potro?nje CMO -a.
5. Tro?ak
Budu?i da CMOS senzori usvajaju proces MOS -a, koji se naj?e??e koristi u op?im poluvodi?kim krugovima, periferni krugovi (poput kontrole vremena, CD -a, ISP -a itd.) Mogu se lako integrirati u ?ip senzora, ?ime se u?teda tro?kova perifernih ?ipova. CCD prenosi podatke putem prijenosa naboja. Ako samo jedan piksel ne radi, ne mo?e se prenijeti cijeli red podataka. Stoga je prinos CCD -a relativno nizak. Nadalje, njegov proces proizvodnje je slo?en, a samo nekoliko proizvo?a?a ga mo?e savladati. To je i razlog visokih tro?kova.

Brzina zatvara?a

Okida? je ure?aj koji se koristi za kontrolu vremena ekspozicije i va?na je komponenta kamere. Njegova struktura, oblik i funkcija va?ni su ?imbenici u mjerenju stupnja kamere. I CCD i CMOS senzori slike koriste elektroni?ke rolete, uklju?uju?i globalne rolete i rolete.
Global Shutter: Svi pikseli senzora istovremeno prikupljaju svjetlost i izla?u istovremeno. To jest, na po?etku izlo?enosti, senzor po?inje sakupljati svjetlost. Na kraju izlo?enosti, krug za prikupljanje svjetla je odrezan, a zatim se vrijednost senzora ?ita kao jedan okvir.
Svi su pikseli izlo?eni istog trenutka, sli?no zamrzavanju pokretnog objekta, tako da je pogodan za brzo snimanje predmeta.
Rolet za kotrljanje: Senzor to posti?e progresivnom izlaganjem. Na po?etku izlo?enosti, skenira senzor po liniji i izla?e liniju po liniji dok se ne izlo?e svi pikseli. Naravno, sve su radnje zavr?ene u izuzetno kratkom vremenu, a vrijeme izlaganja za razli?ite piksele redaka varira.
To je linija - prema - linijskoj sekvencijalnoj izlo?enosti, tako da nije prikladno za snimanje objekata koji se kre?u. Ako je objekt ili kamera u stanju brzog kretanja tijekom snimanja, rezultat snimanja vrlo je vjerojatno da ?e pokazati pojave poput "naginjanja", "ljuljanja" ili "djelomi?ne izlo?enosti".

Trend razvoja CMO -a

1. Nizak - Svjetlosni u?inak
Razvoj s tradicionalnog FSI (prednje strane osvjetljenja) prednja - osvijetljeni CMOS senzor na BSI (osvjetljenje stra?njeg osvjetljenja) le?a - Osvijetljeni CMOS senzor glavni je tehnolo?ki skok. Najve?a optimizacija le?a - osvijetljeni CMOS senzor le?i u promjeni unutarnje strukture komponente. Le?a - Osvijetljeni CMO -ovi poni?tavaju orijentaciju komponenti osjetljivih slojeva svjetlosti, omogu?uju?i svjetlost da izravno u?e sa le?a. To izbjegava utjecaj kruga izme?u mikrolena i fotodioda i tranzistora u tradicionalnoj strukturi senzora CMOS, zna?ajno pove?avaju?i u?inkovitost svjetlosti i uvelike pobolj?avaju?i u?inak pucanja u niskim - svjetlosnim uvjetima. Natrag - Osvijetljeni CMOS senzori napravili su kvalitativni skok u osjetljivosti u usporedbi s tradicionalnim CMOS senzorima. Kao rezultat toga, njihova sposobnost fokusiranja i kvaliteta slike uvelike su pobolj?ani u niskom osvjetljenju.

2. suzbijanje buke
S jedne strane, specijalizirani algoritam za otkrivanje buke izravno je integriran u kontrolnu logiku CMOS senzora slike. Kroz ovu tehnologiju, fiksni ?um mo?e se uspje?no eliminirati. S druge strane, u ISP -u se usvajaju razli?ite tehnolo?ke inovacije, kao ?to je tehnologija denoising, kako bi se pobolj?ao problem buke CMO -a.

3. Visoka integracija
Jedna od glavnih prednosti CMOS senzora. To je krug s drugim funkcijama integriranim u njegov senzor. Na primjer, lansirani OV10633 je 720p HD senzor dinami?kog raspona. Model OV10633 integrira WDR ?iroko dinami?ki raspon i funkcije obrade ISP slike na isti ?ip kao i senzor slike.

Prethodno:

Sljede?i: Kako dvostruke - Spectrum AI kamere ?tite divlje ?ivotinje: Globalne primjene i utjecaj