Αισθητ?ρα?: Αναφ?ρεται σε ?ναν αισθητ?ρα εικ?να?, του οπο?ου η επιφ?νεια περι?χει αρκετ? εκατομμ?ρια σε δεκ?δε? εκατομμ?ρια φωτοδι?δου?. Πρ?κειται για ?να τσιπ ημιαγωγ?ν που μετατρ?πει τι? οπτικ?? εικ?νε? σε ηλεκτρικ? σ?ματα.
Pixel: ?να εικονοστοιχε?ο ε?ναι η βασικ? μον?δα εν?? αισθητ?ρα. Μια εικ?να αποτελε?ται απ? εικονοστοιχε?α και ο αριθμ?? των εικονοστοιχε?ων υποδεικν?ει την ποσ?τητα φωτοευαισθητικ?ν στοιχε?ων που περι?χονται στην κ?μερα.
Αν?λυση: Αναφ?ρεται στον μ?γιστο αριθμ? εικονοστοιχε?ων που μπορε? να φιλοξεν?σει μια εικ?να τ?σο στι? οριζ?ντιε? ?σο και στι? κατακ?ρυφε? κατευθ?νσει?.
Μ?γεθο? εικονοστοιχε?ων: Αναφ?ρεται στο πραγματικ? μ?γεθο? που αντιπροσωπε?εται απ? ?να εικονοστοιχε?ο τ?σο στι? κατευθ?νσει? μ?κου? ?σο και πλ?του?.
Αντιπροσωπε?εται ?ντονα απ? το παραπ?νω σχ?μα, τα εικονοστοιχε?α αντιπροσωπε?ουν τον συνολικ? αριθμ? μα?ρων πλ?γματο? σε αυτ? την εικ?να, η οπο?α ε?ναι 91 εικονοστοιχε?α, εν? η αν?λυση αναφ?ρεται στον αριθμ? των μα?ρων πλ?γματο? στο μ?κο? και το πλ?το? αντ?στοιχα. Το σχ?μα που φα?νεται παραπ?νω ε?ναι 13*7. Το μ?γεθο? των εικονοστοιχε?ων ε?ναι το μ?γεθο? που αντιπροσωπε?εται απ? κ?θε μα?ρο πλ?γμα σε αυτ?ν την εικ?να και η μον?δα ε?ναι γενικ? μικρομ?τρια. ?ταν το μ?γεθο? τη? εικ?να? ε?ναι σταθερ?, ?σο μεγαλ?τερο ε?ναι το μ?γεθο? των εικονοστοιχε?ων, τ?σο χαμηλ?τερη ε?ναι η αν?λυση και τ?σο χαμηλ?τερη ε?ναι η σαφ?νεια.
Π?νακα? φ?λτρων χρ?ματο? BayerΙστορικ?: Αφο? οι ?νθρωποι ε?χαν αισθητ?ρε? που θα μπορο?σαν να αισθανθο?ν την ?νταση του φωτ??, θα μπορο?σαν να π?ρουν μ?νο μα?ρε? - και - λευκ?? φωτογραφ?ε? (εικ?νε? γκρι) επειδ? οι αισθητ?ρε? εκε?νη τη στιγμ? μπορο?σαν να αισθανθο?ν μ?νο την ?νταση του φωτ?? αλλ? ?χι το χρ?μα. Ε?ν κ?ποιο? ?θελε να αποκτ?σει μια ?γχρωμη εικ?να, η πιο ?μεση μ?θοδο? ?ταν να προσθ?σετε φ?λτρα διαφορετικ?ν χρωμ?των. Ω? εκ το?του, αναπτ?χθηκε ο π?νακα? Bayer. Αποτελε?ται απ? κ?κκινα, πρ?σινα και μπλε φ?λτρα που ε?ναι διατεταγμ?να εναλλ?ξ σε κανονικ? μοτ?βο. ?να φ?λτρο εν?? απ? τα χρ?ματα RGB τοποθετε?ται σε κ?θε εικονοστοιχε?ο, επιτρ?ποντα? μ?νο στο φω? εν?? συγκεκριμ?νου χρ?ματο? να περ?σει.
Σχηματισμ?? Bayer: απ? τον Eastman. Το Bayer Array, που εφευρ?θηκε απ? τον Bryce Bayer, επιστ?μονα απ? το Kodak, το 1976, εξακολουθε? να χρησιμοποιε?ται ευρ?ω? στον τομ?α τη? ψηφιακ?? επεξεργασ?α? εικ?να? μ?χρι σ?μερα.
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 
?----------------------------------------? ?
Ανθρ?πινα κ?τταρα ματι?ν
Στο ανθρ?πινο μ?τι, υπ?ρχουν δ?ο τ?ποι οπτικ?ν κυττ?ρων: κ?νο? - σχ?ματο? και ρ?βδων - σχ?ματο?.
Τα κ?τταρα κ?νου ταξινομο?νται περαιτ?ρω σε τρει? τ?που?: κ?τταρα κ?κκινου φωτο?ποδοχ?α, κ?τταρα πρ?σινου φωτο?ποδοχ?α (τα πιο ευα?σθητα) και κ?τταρα μπλε φωτο?ποδοχ?α. Δεν ε?ναι ευα?σθητοι ?ταν η φωτειν?τητα ε?ναι χαμηλ?. Μ?νο ?ταν η ?νταση του φωτ?? φτ?σει σε μια συγκεκριμ?νη κατ?σταση μπορε? να λειτουργ?σει τα κ?τταρα κ?νου.
Τα κ?τταρα ρ?βδων ε?ναι ιδια?τερα ευα?σθητα στο φω? και μπορο?ν να σχηματ?σουν εικ?νε? αντικειμ?νων σε πολ? αμυδρ? συνθ?κε? φωτισμο?, αλλ? δεν μπορο?ν να αισθανθο?ν χρ?ματα.
Αυτ? εξηγε? επ?ση? γιατ? οι ?νθρωποι μπορο?ν να δουν αντικε?μενα τη ν?χτα, αλλ? δεν μπορο?ν να διακρ?νουν αποτελεσματικ? τα χρ?ματα του?.
Η διαφορ? μεταξ? CCD και CMOS
CCD (συσκευ? ζε?γου? φ?ρτιση?): Φ?ρτιση - συζευγμ?νη συσκευ?, ενσωματωμ?νη σε υλικ? μεμονωμ?νων κρυστ?λλων ημιαγωγ?ν.
CMOS (συμπληρωματικ?? ημιαγωγ?? οξειδ?ου μετ?λλου): Συμπληρωματικ?? ημιαγωγ?? οξειδ?ου μετ?λλου, ενσωματωμ?νο σε υλικ? ημιαγωγ?ν μεταλλικ?ν οξειδ?ων.
Προ? το παρ?ν, στην αγορ? ασφαλε?α?, οι αισθητ?ρε? εικ?νων των φωτογραφικ?ν μηχαν?ν ε?ναι ε?τε CCD ε?τε CMOs. Στην εποχ? τη? τυπικ?? παρακολο?θηση? ορισμο?, τ?σο οι αναλογικ?? κ?μερε? ?σο και οι τυποποιημ?νε? κ?μερε? δικτ?ου ορισμο? γενικ? χρησιμοπο?ησαν αισθητ?ρε? CCD. Ωστ?σο, τα τελευτα?α χρ?νια, η CMOS καταπιε? την αγορ? CCD. Στην εποχ? τη? υψηλ?? παρακολο?θηση? ορισμο?, οι CMOs ?χουν αντικαταστ?σει σταδιακ? του? αισθητ?ρε? CCD.
1. Ταχ?τητα αν?γνωση? πληροφορι?ν
Οι πληροφορ?ε? φ?ρτιση? που ε?ναι αποθηκευμ?νε? στο φορτ?ο CCD - η συζευγμ?νη συσκευ? πρ?πει να μεταφερθε? με το bit προ? τα κ?τω υπ? τον ?λεγχο του σ?γχρονου σ?ματο? και στη συν?χεια ενισχ?εται ομοι?μορφα για μετατροπ? ADC. Η ?ξοδο? μεταφορ?? και αν?γνωση? των πληροφορι?ν φ?ρτιση? απαιτε? ?να κ?κλωμα ελ?γχου ρολογιο? και το συνολικ? κ?κλωμα ε?ναι σχετικ? περ?πλοκο. Οι αισθητ?ρε? CMOS εκτελο?ν ?μεσα κ?ρδο? εν?σχυση? και αναλογικ? - σε - ψηφιακ? μετατροπ? μ?σα στο φω? - ευα?σθητη μον?δα, καθιστ?ντα? την αν?γνωση σ?ματο? πολ? απλ?. Μπορο?ν επ?ση? να επεξεργαστο?ν τι? πληροφορ?ε? εικ?να? απ? κ?θε μον?δα ταυτ?χρονα. Επομ?νω?, η ταχ?τητα αν?γνωση? των CMOS ε?ναι ταχ?τερη απ? αυτ? τη? CCD.
2. Ευαισθησ?α
Επειδ? κ?θε εικονοστοιχε?ο εν?? αισθητ?ρα CMOS περι?χει επιπλ?ον κυκλ?ματα (ενισχυτ?? και κυκλ?ματα μετατροπ?? A/D), η ευα?σθητη περιοχ? του κ?θε εικονοστοιχε?ου καταλαμβ?νει μ?νο ?να μικρ? μ?ρο? τη? περιοχ?? του pixel. Επομ?νω?, ?ταν το μ?γεθο? των εικονοστοιχε?ων ε?ναι το ?διο, η ευαισθησ?α εν?? αισθητ?ρα CMOS ε?ναι χαμηλ?τερη απ? αυτ? εν?? αισθητ?ρα CCD.
3 θ?ρυβο?
Δεδομ?νου ?τι κ?θε φωτοδ?οδο σε CMOS απαιτε? ?ναν ενισχυτ?, ε?ν μετρ?ται σε megapixels, τ?τε χρει?ζονται εκατομμ?ρια ενισχυτ??. Καθ?? οι ενισχυτ?? ε?ναι αναλογικ? κυκλ?ματα, ε?ναι δ?σκολο να διατηρηθε? το κ?ρδο? εν?σχυση? κ?θε εικονοστοιχε?ου συνεπ??. Επομ?νω?, σε σ?γκριση με του? αισθητ?ρε? CCD που ?χουν μ?νο ?ναν ενισχυτ?, ο θ?ρυβο? των αισθητ?ρων CMOS θα αυξηθε? σημαντικ?, επηρε?ζοντα? την ποι?τητα τη? εικ?να?.
4. Καταν?λωση εν?ργεια?
Η μ?θοδο? απ?κτηση? εικ?νων των αισθητ?ρων CMOS ε?ναι ενεργ?. Η φ?ρτιση που παρ?γεται απ? τη φωτοδ?οδο ενισχ?εται ?μεσα και μετατρ?πεται απ? το παρακε?μενο κ?κλωμα. Ωστ?σο, οι αισθητ?ρε? CCD ε?ναι παθητικο? στην απ?κτηση. Πρ?πει να εφαρμοστε? μια εφαρμοζ?μενη τ?ση για να γ?νει η φ?ρτιση σε κ?θε εικονοστοιχε?ο να μετακινε?ται προ? τα κ?τω και η εφαρμοζ?μενη τ?ση συν?θω? απαιτε? 12 ?ω? 18V. Ω? εκ το?του, το CCD απαιτε? επ?ση? ακριβ? σχεδιασμ? γραμμ?? τροφοδοσ?α? και αντοχ? στην αντοχ? τ?ση?. Η υψηλ? τ?ση οδ?γηση? καθιστ? την καταν?λωση εν?ργεια? του CCD πολ? υψηλ?τερη απ? αυτ? των CMOS.
5. Κ?στο?
Επειδ? οι αισθητ?ρε? CMOS υιοθετο?ν τη διαδικασ?α MOS, η οπο?α ε?ναι η πιο συχν? χρησιμοποιο?μενη στα γενικ? κυκλ?ματα ημιαγωγ?ν, τα περιφερειακ? κυκλ?ματα (?πω? ο ?λεγχο? χρονισμο?, τα CDS, ISP κ.λπ.) μπορο?ν ε?κολα να ενσωματωθο?ν στο τσιπ αισθητ?ρων, εξοικονομ?ντα? ?τσι το κ?στο? των περιφερειακ?ν τσιπ?. Το CCD μεταδ?δει δεδομ?να μ?σω μεταφορ?? φορτ?ου. Ε?ν δεν λειτουργε? μ?νο ?να εικονοστοιχε?ο, δεν μπορε? να μεταδοθε? ολ?κληρη η σειρ? δεδομ?νων. Επομ?νω?, η απ?δοση του CCD ε?ναι σχετικ? χαμηλ?. Επιπλ?ον, η διαδικασ?α παραγωγ?? τη? ε?ναι πολ?πλοκη και μ?νο μερικο? κατασκευαστ?? μπορο?ν να την κυριαρχ?σουν. Αυτ?? ε?ναι και ο λ?γο? για το υψηλ? κ?στο?.
Ταχ?τητα κλε?στρου
Το κλε?στρο ε?ναι μια συσκευ? που χρησιμοποιε?ται για τον ?λεγχο του χρ?νου ?κθεση? και αποτελε? σημαντικ? στοιχε?ο μια? κ?μερα?. Η δομ?, η μορφ? και η λειτουργ?α του ε?ναι σημαντικο? παρ?γοντε? για τη μ?τρηση τη? ποι?τητα? μια? κ?μερα?. Και οι δ?ο αισθητ?ρε? εικ?να? CCD και CMOS χρησιμοποιο?ν ηλεκτρονικ? παραθυρ?φυλλα, συμπεριλαμβανομ?νων των παγκ?σμιων παραθυρ?φυλλων και των κυλι?μενων παραθυρ?φυλλων.
Global Shutter: ?λα τα εικονοστοιχε?α του αισθητ?ρα συλλ?γουν ταυτ?χρονα και εκθ?τουν ταυτ?χρονα. Δηλαδ?, στην αρχ? τη? ?κθεση?, ο αισθητ?ρα? αρχ?ζει να συλλ?γει φω?. Στο τ?λο? τη? ?κθεση?, το κ?κλωμα συλλογ?? φωτ?? κ?βεται και στη συν?χεια η τιμ? του αισθητ?ρα διαβ?ζεται ω? ?να πλα?σιο.
?λα τα εικονοστοιχε?α εκτ?θενται την ?δια στιγμ?, παρ?μοια με την κατ?ψυξη εν?? κινο?μενου αντικειμ?νου, οπ?τε ε?ναι κατ?λληλο για γυρ?σματα γρ?γορα - κινο?μενα αντικε?μενα.
Rolling Shutter: Ο αισθητ?ρα? επιτυγχ?νει αυτ? μ?σω τη? προοδευτικ?? ?κθεση?. Στην αρχ? τη? ?κθεση?, ο αισθητ?ρα? σαρ?νει τη γραμμ? κατ? γραμμ? και εκθ?τει τη γραμμ? αν? γραμμ? μ?χρι να εκτ?θενται ?λα τα εικονοστοιχε?α. Φυσικ?, ?λε? οι εν?ργειε? ολοκληρ?νονται σε πολ? σ?ντομο χρονικ? δι?στημα και ο χρ?νο? ?κθεση? για διαφορετικ? εικονοστοιχε?α σειρ?ν ποικ?λλει.
Ε?ναι γραμμ? - με διαδοχικ? ?κθεση γραμμ??, οπ?τε δεν ε?ναι κατ?λληλο για τη λ?ψη κινο?μενων αντικειμ?νων. Ε?ν το αντικε?μενο ? η κ?μερα βρ?σκεται σε κατ?σταση ταχε?α? κ?νηση? κατ? τη δι?ρκεια τη? λ?ψη?, το αποτ?λεσμα σκοποβολ?? ε?ναι πολ? πιθαν? να παρουσι?σει φαιν?μενα ?πω? "κλ?ση", "ταλ?ντευση" ? "μερικ? ?κθεση".
Η τ?ση αν?πτυξη? των CMOS
1. Χαμηλ? - Φω? Εφ?
Η αν?πτυξη απ? το παραδοσιακ? μπροστιν? φωτισμ? FSI (μπροστιν? πλευρικ? φωτισμ?) μπροστ? - φωτισμ?νο αισθητ?ρα CMOS στον BSI (φωτισμ?? π?σω) π?σω - Ο φωτισμ?νο? αισθητ?ρα? CMOS ε?ναι ?να σημαντικ? τεχνολογικ? ?λμα. Η μεγαλ?τερη βελτιστοπο?ηση τη? πλ?τη? - φωτιζ?μενο? αισθητ?ρα? CMOS ?γκειται στην αλλαγ? τη? εσωτερικ?? δομ?? του συστατικο?. Π?σω - φωτισμ?να CMOS αναστρ?φει τον προσανατολισμ? του φωτ?? - ευα?σθητα εξαρτ?ματα στρ?ματο?, επιτρ?ποντα? στο φω? να εισ?ρχεται απευθε?α? απ? την πλ?τη. Αυτ? αποφε?γει την επ?δραση του κυκλ?ματο? μεταξ? των μικροσφαιρ?δων και τη? φωτοδι?δου και του τρανζ?στορ στην παραδοσιακ? δομ? του αισθητ?ρα CMOS, ενισχ?οντα? σημαντικ? την αποτελεσματικ?τητα του φωτ?? και βελτι?νοντα? σημαντικ? το αποτ?λεσμα λ?ψη? σε χαμηλ?? συνθ?κε? φωτ??. Π?σω - Οι φωτισμ?νοι αισθητ?ρε? CMOS ?χουν κ?νει ?να ποιοτικ? ?λμα σε ευαισθησ?α σε σ?γκριση με του? παραδοσιακο?? αισθητ?ρε? CMOS. Ω? αποτ?λεσμα, η δυνατ?τητα εστ?ασ?? του? και η ποι?τητα τη? εικ?να? βελτι?θηκαν σημαντικ? κ?τω απ? χαμηλ? φωτισμ?.
2. Καταστολ? θορ?βου
Απ? τη μ?α πλευρ?, ο εξειδικευμ?νο? αλγ?ριθμο? αν?χνευση? θορ?βου ενσωματ?νεται ?μεσα στη λογικ? ελ?γχου του αισθητ?ρα εικ?να? CMOS. Μ?σω αυτ?? τη? τεχνολογ?α?, ο σταθερ?? θ?ρυβο? μπορε? να εξαλειφθε? με επιτυχ?α. Απ? την ?λλη πλευρ?, υιοθετο?νται δι?φορε? τεχνολογικ?? καινοτομ?ε? στον ISP, ?πω? η τεχνολογ?α denoising, για τη βελτ?ωση του προβλ?ματο? θορ?βου των CMOS.
3. Υψηλ? ενσωμ?τωση
?να απ? τα σημαντικ?τερα πλεονεκτ?ματα των αισθητ?ρων CMOS. Πρ?κειται για ?να κ?κλωμα με ?λλε? λειτουργ?ε? ενσωματωμ?νε? στον αισθητ?ρα του. Για παρ?δειγμα, ο εκκινημ?νο? OV10633 ε?ναι ?να? αισθητ?ρα? δυναμικ?? εμβ?λεια? 720p HD. Το μοντ?λο OV10633 ενσωματ?νει τι? λειτουργ?ε? επεξεργασ?α? σ?ματο? ISP ευρε?α? δυναμικ?? περιοχ?? WDR και λειτουργι?ν επεξεργασ?α? σ?ματο? ISP στο ?διο τσιπ με τον αισθητ?ρα εικ?να?.
?Ρυθμ?σει? απορρ?του