C?m bi?n: Nó ?? c?p ??n m?t c?m bi?n hình ?nh, có b? m?t ch?a vài tri?u ??n hàng ch?c tri?u photodiod. Nó là m?t chip bán d?n chuy?n ??i hình ?nh quang h?c thành tín hi?u ?i?n.
Pixel: M?t pixel là ??n v? c? b?n c?a c?m bi?n. M?t hình ?nh bao g?m các pixel và s? l??ng pixel cho bi?t s? l??ng các ph?n t? nh?y c?m có trong máy ?nh.
?? phan gi?i: Nó ?? c?p ??n s? l??ng pixel t?i ?a mà m?t hình ?nh có th? ch?a theo c? hai h??ng ngang và d?c.
Kích th??c pixel: Nó ?? c?p ??n kích th??c th?c t? ???c bi?u th? b?ng m?t pixel theo c? hai h??ng chi?u dài và chi?u r?ng.
???c th? hi?n m?t cách sinh ??ng b?ng hình trên, các pixel ??i di?n cho t?ng s? l??i màu ?en trong hình ?nh này, t??ng ?ng là 91 pixel, trong khi ?? phan gi?i ?? c?p ??n s? l??ng l??i ?en theo chi?u dài và chi?u r?ng t??ng ?ng. Hình hi?n th? ? trên là 13*7. Kích th??c pixel là kích th??c ???c bi?u th? b?ng m?i l??i màu ?en trong hình ?nh này và thi?t b? th??ng là micromet. Khi kích th??c hình ?nh kh?ng ??i, kích th??c pixel càng l?n, ?? phan gi?i càng th?p và ?? r? càng th?p.

B?i c?nh: Sau khi m?i ng??i có các c?m bi?n có th? c?m nh?n ???c c??ng ?? ánh sáng, h? ch? có th? ch?p màu ?en - và - ?nh tr?ng (hình ?nh thang ?? xám) vì các c?m bi?n t?i th?i ?i?m ?ó ch? có th? c?m nh?n ???c c??ng ?? c?a ánh sáng nh?ng kh?ng màu. N?u m?t ng??i mu?n có ???c m?t hình ?nh màu, ph??ng pháp tr?c ti?p nh?t là thêm các b? l?c có màu s?c khác nhau. Do ?ó, m?ng Bayer ?? ???c phát tri?n. Nó bao g?m các b? l?c màu ??, xanh lá cay và xanh d??ng ???c s?p x?p xen k? theo m?t m?u th?ng th??ng. M?t b? l?c c?a m?t trong các màu RGB ???c ??t trên m?i pixel, ch? cho phép ánh sáng c?a m?t màu c? th? ?i qua.
S? hình thành c?a Bayer: b?i Eastman. M?ng Bayer, ???c phát minh b?i Bryce Bayer, m?t nhà khoa h?c t? Kodak, vào n?m 1976, v?n ???c s? d?ng r?ng r?i trong l?nh v?c x? ly hình ?nh k? thu?t s? cho ??n ngày nay.



T? bào m?t c?a con ng??i
Trong m?t ng??i, có hai lo?i t? bào th? giác: hình nón - hình và hình que - hình.
Các t? bào hình nón ???c phan lo?i thêm thành ba lo?i: t? bào c?m quang màu ??, các t? bào t? bào c?m quang màu xanh lá cay (nh?y nh?t) và các t? bào t? bào c?m quang màu xanh. Chúng kh?ng nh?y c?m khi ánh sáng th?p. Ch? khi c??ng ?? ánh sáng ??t ??n m?t ?i?u ki?n nh?t ??nh, các t? bào hình nón m?i có th? ho?t ??ng.
Các t? bào que r?t nh?y c?m v?i ánh sáng và có th? hình thành hình ?nh c?a các v?t th? trong ?i?u ki?n ánh sáng r?t m?, nh?ng chúng kh?ng th? c?m nh?n ???c màu s?c.
?i?u này c?ng gi?i thích t?i sao m?i ng??i có th? nhìn th?y các ??i t??ng vào ban ?êm nh?ng kh?ng th? phan bi?t hi?u qu? màu s?c c?a chúng.

S? khác bi?t gi?a CCD và CMO
CCD (Thi?t b? c?p ?i?n tích): Charge - Thi?t b? k?t h?p, ???c tích h?p trên v?t li?u tinh th? ??n bán d?n.
CMOS (ch?t bán d?n oxit kim lo?i b? sung): ch?t bán d?n oxit kim lo?i b? sung, tích h?p trên v?t li?u bán d?n c?a oxit kim lo?i.
Hi?n t?i, trong th? tr??ng b?o m?t, các c?m bi?n hình ?nh c?a máy ?nh là CCD ho?c CMO. Trong k? nguyên c?a giám sát tiêu chu?n - ??nh ngh?a, c? camera t??ng t? và camera tiêu chu?n - ??nh ngh?a m?ng l??i các c?m bi?n CCD th??ng s? d?ng. Tuy nhiên, trong vài n?m qua, CMOS ?? nu?t ch?ng th? tr??ng CCD. Trong th?i ??i giám sát ??nh ngh?a cao - CMO ?? d?n thay th? các c?m bi?n CCD.
1. T?c ?? ??c th?ng tin
Th?ng tin ?i?n tích ???c l?u tr? trong ?i?n tích CCD - Thi?t b? k?t h?p c?n ???c chuy?n t?ng bit xu?ng d??i s? ?i?u khi?n c?a tín hi?u ??ng b?, sau ?ó ???c khu?ch ??i ??ng ??u ?? chuy?n ??i ADC. ??u ra chuy?n và ??c c?a th?ng tin ?i?n tích yêu c?u m?ch ?i?u khi?n ??ng h? và m?ch t?ng th? t??ng ??i ph?c t?p. Các c?m bi?n CMOS tr?c ti?p th?c hi?n t?ng khu?ch ??i và analog - thành - Chuy?n ??i k? thu?t s? trong ánh sáng - ??n v? nh?y c?m, làm cho vi?c ??c tín hi?u r?t ??n gi?n. H? c?ng có th? x? ly th?ng tin hình ?nh t? m?i ??n v? cùng m?t lúc. Do ?ó, t?c ?? ??c c?a CMOS nhanh h?n so v?i CCD.
2. ?? nh?y
B?i vì m?i pixel c?a c?m bi?n CMOS ch?a các m?ch b? sung (b? khu?ch ??i và m?ch chuy?n ??i A/D), nên ánh sáng - khu v?c nh?y c?m c?a m?i pixel ch? chi?m m?t ph?n nh? trong khu v?c riêng c?a pixel. Do ?ó, khi kích th??c pixel gi?ng nhau, ?? nh?y c?a c?m bi?n CMOS th?p h?n so v?i c?m bi?n CCD.
3. Ti?ng ?n
Vì m?i photodiode trong CMO yêu c?u b? khu?ch ??i, n?u ???c ?o b?ng megapixel, nên hàng tri?u b? khu?ch ??i là c?n thi?t. Vì các b? khu?ch ??i là các m?ch t??ng t?, r?t khó ?? gi? m?c t?ng khu?ch ??i c?a m?i pixel nh?t quán. Do ?ó, so v?i các c?m bi?n CCD ch? có m?t b? khu?ch ??i, nhi?u c?a các c?m bi?n CMOS s? t?ng ?áng k?, ?nh h??ng ??n ch?t l??ng hình ?nh.
4. Tiêu th? n?ng l??ng
Ph??ng pháp thu nh?n hình ?nh c?a c?m bi?n CMOS ?ang ho?t ??ng. ?i?n tích ???c t?o ra b?i photodiode ???c khu?ch ??i tr?c ti?p và chuy?n ??i b?i m?ch li?n k?. Tuy nhiên, các c?m bi?n CCD là th? ??ng trong vi?c mua l?i. M?t ?i?n áp ???c áp d?ng ph?i ???c áp d?ng ?? th?c hi?n ?i?n tích trong m?i pixel di chuy?n xu?ng d??i và ?i?n áp ???c áp d?ng th??ng yêu c?u 12 ??n 18V. Do ?ó, CCD c?ng yêu c?u thi?t k? ???ng day cung c?p ?i?n chính xác và ch?u ???c c??ng ?? ?i?n áp. ?i?n áp lái xe cao làm cho m?c tiêu th? n?ng l??ng c?a CCD cao h?n nhi?u so v?i CMO.
5. Chi phí
B?i vì các c?m bi?n CMOS áp d?ng quy trình MOS, ???c s? d?ng ph? bi?n nh?t trong các m?ch bán d?n chung, m?ch ngo?i vi (nh? ?i?u khi?n th?i gian, CD, ISP, v.v.) có th? d? dàng tích h?p vào chip c?m bi?n, do ?ó ti?t ki?m chi phí c?a chip ngo?i vi. CCD truy?n d? li?u th?ng qua chuy?n ?i?n tích. N?u ch? m?t pixel kh?ng ho?t ??ng, toàn b? hàng d? li?u kh?ng th? ???c truy?n. Do ?ó, n?ng su?t c?a CCD t??ng ??i th?p. H?n n?a, quy trình s?n xu?t c?a nó r?t ph?c t?p và ch? có m?t vài nhà s?n xu?t có th? làm ch? nó. ?ay c?ng là ly do cho chi phí cao.
T?c ?? màn tr?p
MUNTSTER là m?t thi?t b? ???c s? d?ng ?? ki?m soát th?i gian ph?i sáng và là m?t thành ph?n quan tr?ng c?a máy ?nh. C?u trúc, hình th?c và ch?c n?ng c?a nó là nh?ng y?u t? quan tr?ng trong vi?c ?o ?? c?a máy ?nh. C? c?m bi?n hình ?nh CCD và CMOS ??u s? d?ng c?a ch?p ?i?n t?, bao g?m c?a ch?p toàn c?u và c?a ch?p l?n.
Màn hình toàn c?u: T?t c? các pixel c?a c?m bi?n thu th?p ánh sáng ??ng th?i và ph?i sáng ??ng th?i. ?ó là, khi b?t ??u ph?i sáng, c?m bi?n b?t ??u thu th?p ánh sáng. Khi k?t thúc ph?i sáng, m?ch thu th?p ánh sáng b? c?t và sau ?ó giá tr? c?m bi?n ???c ??c d??i d?ng m?t khung.
T?t c? các pixel ???c ph?i bày cùng m?t lúc, t??ng t? nh? ?óng b?ng m?t ??i t??ng chuy?n ??ng, vì v?y nó phù h?p ?? ch?p nhanh - Các ??i t??ng di chuy?n.
Màn hình cu?n: C?m bi?n ??t ???c ?i?u này th?ng qua ti?p xúc ti?n tri?n. Khi b?t ??u ph?i sáng, c?m bi?n quét t?ng dòng và ph?i sáng t?ng dòng cho ??n khi t?t c? các pixel ???c ph?i bày. T?t nhiên, t?t c? các hành ??ng ???c hoàn thành trong m?t th?i gian c?c k? ng?n và th?i gian ph?i sáng cho các pixel hàng khác nhau khác nhau.
?ó là dòng - By - Dòng ti?p xúc tu?n t?, vì v?y nó kh?ng phù h?p ?? ch?p các ??i t??ng chuy?n ??ng. N?u ??i t??ng ho?c máy ?nh ? trong tr?ng thái chuy?n ??ng nhanh trong quá trình ch?p, k?t qu? ch?p r?t có kh? n?ng cho th?y các hi?n t??ng nh? "nghiêng", "l?c l?" ho?c "ph?i nhi?m m?t ph?n".
Xu h??ng phát tri?n c?a CMOS
1. Th?p - Hi?u ?ng ánh sáng
S? phát tri?n t? FSI truy?n th?ng (chi?u sáng phía tr??c) phía tr??c - C?m bi?n CMOS ???c chi?u sáng ??n BSI (chi?u sáng phía sau) Back - C?m bi?n CMOS ???c chi?u sáng là m?t b??c nh?y v?t c?ng ngh? chính. T?i ?u hóa(chǎn) l?n nh?t c?a phía sau - C?m bi?n CMOS ???c chi?u sáng n?m ? s? thay ??i c?u trúc bên trong c?a thành ph?n. Tr? l?i - CMOS ???c chi?u sáng ??o ng??c h??ng c?a ánh sáng - Các thành ph?n l?p nh?y c?m, cho phép ánh sáng tr?c ti?p ?i vào t? phía sau. ?i?u này tránh ???c ?nh h??ng c?a m?ch gi?a microlens và photodiode và bóng bán d?n trong c?u trúc c?m bi?n CMOS truy?n th?ng, t?ng c??ng ?áng k? hi?u qu? c?a ánh sáng và c?i thi?n ?áng k? hi?u ?ng ch?p trong ?i?u ki?n ánh sáng th?p. Quay l?i - Các c?m bi?n CMOS ???c chi?u sáng ?? t?o ra m?t b??c nh?y v?t v? tính nh?y c?m so v?i các c?m bi?n CMOS truy?n th?ng. Do ?ó, kh? n?ng t?p trung và ch?t l??ng hình ?nh c?a h? ?? ???c c?i thi?n r?t nhi?u d??i s? chi?u sáng th?p.

2. ?c ch? ti?ng ?n
M?t m?t, thu?t toán phát hi?n nhi?u chuyên d?ng ???c tích h?p tr?c ti?p vào logic ?i?u khi?n c?a c?m bi?n hình ?nh CMOS. Th?ng qua c?ng ngh? này, ti?ng ?n c? ??nh có th? ???c lo?i b? thành c?ng. M?t khác, các ??i m?i c?ng ngh? khác nhau ???c áp d?ng trong ISP, ch?ng h?n nh? c?ng ngh? kh? nhi?u, ?? c?i thi?n v?n ?? ti?ng ?n c?a CMO.
3. Tích h?p cao
M?t trong nh?ng l?i th? chính c?a c?m bi?n CMOS. Nó là m?t m?ch v?i các ch?c n?ng khác ???c tích h?p trong c?m bi?n c?a nó. Ví d?, OV10633 ???c ra m?t là c?m bi?n ph?m vi ??ng r?ng 720p HD. M? hình OV10633 tích h?p các ch?c n?ng x? ly tín hi?u hình ?nh ISP c?a WDR trên cùng m?t chip v?i c?m bi?n hình ?nh.