CMOS (نیمه هادی مکمل اکسید فلز) سنسورها غالب هستندسنسور تصویرفناوری مورد استفاده در اکثر دوربین های دیجیتال امروزی، از تلفن گرفته تا DSLR.

Cmosجزء

آرایه فتودیود
آرایه فوتودیود عنصر اصلی در امتداد خطوط با سنسور CMOS است. هر پیکسل از این دست حاوی یک آشکارساز نوری است که یک دستگاه نیمه هادی است که هنگام تبدیل تابش فرودی به نیروی الکتریکی جریان الکتریکی تولید می کند. نور توسط یک فوتودیود به بار الکتریکی تبدیل می شود به گونه ای که مقدار بار الکتریکی به شدت نور اعمال می شود.

نقش ترانزیستورها
محیط اطراف هر پیکسل در یک سنسور CMOS از ترانزیتورها به غیر از فوتودیود تشکیل شده است. ترانزیستورها دستگاه های الکترونیکی هستند که سیگنال الکتریکی ضعیفی دریافت می کنند و سیگنال را تقویت می کنند و سیگنال را از یک منطقه به منطقه دیگر منتقل می کنند. این مدارها، جریان آنالوگ را رمزگذاری می کنند که نتیجه دریافت دیود عکس است. که در آن اجرا می کنند.

فرآیند بازخوانی
پس از آن است که فتودیودها (حسگرها) نور را ردیابی کرده و آن را به بارهای الکترومغناطیسی تبدیل می کنند. مرحله بعدی خواندن است. مدارهای دارای ترانزیستور برای هر پیکسل بارهای الکتریکی را که تقویت می کنند دریافت می کنند و آنها را به مدار ارسال می کنند که در نهایت آنها را به سیگنال دیجیتالی تبدیل می کند که از پردازنده خارج می شود. سیگنال دیجیتال بعدی معمولا توسط پردازشگر تصویر دوربین پردازش می شود که تصویر را هماهنگ می کند.

در اینجا یک نمای کلی از نحوه عملکرد آنها آورده شده است:

• یک سنسور CMOS شامل آرایه ای از فوتوسیت ها است که هر فوتوسایت از یک فوتودیود حساس به نور و ترانزیستور دسترسی ساخته شده است.
• هنگامی که نور به فوتودیود برخورد می کند، باری متناسب با شدت نور تولید می کند. این باعث ایجاد ولتاژ می شود که مقدار روشنایی را نشان می دهد.
• ترانزیستورها برای "خواندن" مقادیر ولتاژ پیکسل به پیکسل و تبدیل آنها به داده های دیجیتال استفاده می شوند.
• مبدل های آنالوگ به دیجیتال روی تراشه (ADC) ولتاژ پیکسل را به اعدادی تغییر می دهند که می توانند به عنوان یک تصویر دیجیتال پردازش شوند.
• سنسورهای تصویر CMOS برخلاف تراشه های CCD، حسگر، دیجیتالی کردن و سایر عملکردها را مستقیما روی خود سنسور انجام می دهند.
• این به حسگرهای CMOS اجازه می دهد تا به پیکسل های خاصی برای کارهایی مانند ضبط ویدیو دسترسی داشته باشند در حالی که دیگران را غیرفعال نگه می دارند تا قدرت را ذخیره کنندr.

در اصل, حسگرهای CMOS فوتون های نور را به مقادیر ولتاژ الکتریکی تبدیل می کنند که می توانند دیجیتالی شوند و به عنوان یک عکس دیجیتال پردازش شوند. این فناوری به دلیل عملکرد بالا، مصرف کم انرژی و سازگاری با تولید نیمه هادی ها گسترده است.

سؤالات متداول:

س: تفاوت بین سنسور CMOS و CCD چیست؟

پاسخ: سنسورهای CCD نیاز به پردازش خارج از تراشه دارند در حالی که CMOS آن را روی تراشه ادغام می کند و عملکرد بهتری مانند مصرف انرژی کمتر و عملکردهای بیشتر روی سنسور را در سنسورهای CMOS فراهم می کند.

نتیجه

درک فرآیند اصلی تبدیل فوتوالکتریک و دیجیتال در یک سنسور CMOS بینش هایی را در مورد اینکه چرا آنها فراگیرترین فناوری حسگر تصویر هستند که امروزه دوربین های دیجیتال را تامین می کنند، ارائه می دهد. طراحی روی تراشه آنها مزایای کلیدی را نسبت به CCD ها امکان پذیر می کند که آنها را به یک انتخاب محبوب تبدیل کرده است.