أجهزة استشعار CMOS (أشباه الموصلات التكميلية لأكسيد المعادن) هي السائدةمستشعر الصورالتكنولوجيا المستخدمة في معظم الكاميرات الرقمية اليوم ، من الهواتف إلى DSLRs.

كموسمكون

صفيف الصمام الثنائي الضوئي
مصفوفة الصمام الثنائي الضوئي هي العنصر الرئيسي في الخطوط مع مستشعر CMOS. يحتوي كل بكسل من هذا القبيل على كاشف ضوئي ، وهو جهاز أشباه الموصلات ينتج تيارا كهربائيا عندما يتم تحويل الإشعاع الساقط إلى طاقة كهربائية. يتحول الضوء إلى شحنة كهربية بواسطة الصمام الثنائي الضوئي بطريقة يتم فيها تطبيق مقدار الشحنة الكهربائية على شدة الضوء.

دور الترانزستورات
يتكون محيط كل بكسل في مستشعر CMOS من عابرات بخلاف الصمام الثنائي الضوئي. الترانزستورات هي الأجهزة الإلكترونية التي تستقبل إشارة كهربائية ضعيفة وتضخم الإشارة وتنقل الإشارة من منطقة إلى أخرى. هذه الدوائر ، ترميز التيار التناظري ، والذي هو نتيجة لاستقبال الصمام الثنائي الصورة ، التي يؤدونها.

عملية القراءة
عندها تقوم الثنائيات الضوئية (المستشعرات) بتتبع الضوء وتحويله إلى شحنات كهرومغناطيسية. المرحلة التالية هي القراءة. تستقبل الدوائر ذات الترانزستورات لكل بكسل الشحنات الكهربائية التي تعززها وترسلها إلى دائرة تحولها أخيرا إلى إشارة رقمية تخرج من المعالج. عادة ما تتم معالجة الإشارة الرقمية اللاحقة بواسطة معالج الصور الخاص بالكاميرا ، والذي ينسق الصورة.

فيما يلي نظرة عامة أساسية على كيفية عملها:

• يحتوي مستشعر CMOS على مجموعة من المواقع الضوئية ، حيث يتكون كل موقع ضوئي من صمام ثنائي ضوئي حساس للضوء وترانزستور وصول.
• عندما يصطدم الضوء بالصمام الثنائي الضوئي ، فإنه يولد شحنة تتناسب مع شدة الضوء. هذا يبني الجهد الذي يمثل قيمة السطوع.
• تستخدم الترانزستورات "لقراءة" قيم الجهد بكسل تلو الآخر وتحويلها إلى بيانات رقمية.
• تعمل المحولات التناظرية إلى الرقمية (ADC) على الرقاقة على تغيير جهد البكسل إلى أرقام يمكن معالجتها كصورة رقمية.
• تحتوي مستشعرات صور CMOS على وظائف الاستشعار والرقمنة وغيرها من الوظائف التي تتم مباشرة على المستشعر نفسه ، على عكس رقائق CCD.
• يسمح ذلك لمستشعرات CMOS بالوصول إلى وحدات بكسل محددة لمهام مثل تسجيل الفيديو مع إبقاء الآخرين غير نشطين لحفظ power.

في جوهرها ، تقوم مستشعرات CMOS بتحويل فوتونات الضوء إلى قيم جهد كهربائي يمكن رقمنتها ومعالجتها كصورة رقمية. هذه التقنية منتشرة على نطاق واسع بسبب أدائها العالي وانخفاض استخدام الطاقة وتوافق تصنيع أشباه الموصلات.

التعليمات:

س: ما الفرق بين مستشعر CMOS و CCD؟

ج: تتطلب مستشعرات CCD معالجة خارج الرقاقة بينما يقوم CMOS بدمجها على الرقاقة ، مما يسمح بأداء أفضل مثل انخفاض استخدام الطاقة والمزيد من وظائف المستشعر في مستشعرات CMOS.

استنتاج

يوفر فهم عملية التحويل الكهروضوئية والرقمية الأساسية داخل مستشعر CMOS نظرة ثاقبة حول سبب كونها تقنية مستشعر الصور الأكثر انتشارا التي تعمل على تشغيل الكاميرات الرقمية اليوم. يتيح تصميمها على الرقاقة مزايا رئيسية على CCDs التي جعلتها خيارا شائعا.