CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) -anturit ovat vallitseviakuvakennotekniikkaa, jota käytetään nykyään useimmissa digitaalikameroissa puhelimista DSLR-kameroihin.

CMOSKomponentti

Fotodiodiryhmä
Fotodiodiryhmä on CMOS-anturin linjojen pääelementti. Jokainen tällainen pikseli sisältää valoilmaisimen, joka on puolijohdelaite, joka tuottaa sähkövirran, kun tuleva säteily muunnetaan sähkötehoksi. Valo muunnetaan valodiodin avulla sähkövaraukseksi siten, että sähkövarauksen suuruus kohdistetaan valon voimakkuuteen.

Transistoreiden rooli
CMOS-anturin jokaisen pikselin ympäristö koostuu transiittoreista fotodiodin lisäksi. Transistorit ovat elektronisia laitteita, jotka vastaanottavat heikkoa sähköistä signaalia ja vahvistavat signaalia ja siirtävät signaalin alueelta toiselle. Nämä piirit koodaavat analogista virtaa, joka on seurausta valodiodin vastaanottamisesta, jolla he esiintyvät.

Lukuprosessi
Silloin fotodiodit (anturit) seuraavat valoa ja muuntavat sen sähkömagneettisiksi varauksiksi. Seuraava vaihe on lukeminen. Piirit, joissa on transistorit jokaiselle pikselille, vastaanottavat tehostamansa sähkövaraukset ja välittävät ne piiriin, joka lopulta muuntaa ne digitaaliseksi signaaliksi, joka tulee ulos prosessorista. Seuraava digitaalinen signaali käsitellään yleensä kameran kuvaprosessorilla, joka harmonisoi kuvan.

Tässä on peruskatsaus niiden toiminnasta:

• CMOS-kenno sisältää joukon valosivustoja, joista jokainen on tehty valoherkästä valodiodista ja pääsytransistorista.
• Kun valo osuu fotodiodiin, se tuottaa varauksen, joka on verrannollinen valon voimakkuuteen. Tämä muodostaa jännitteen, joka edustaa kirkkausarvoa.
• Transistoreita käytetään jännitearvojen "lukemiseen" pikseli pikseliltä ja niiden muuntamiseen digitaaliseksi dataksi.
• Sirun sisäiset analogia-digitaalimuuntimet (ADC) muuttavat pikselijännitteet numeroiksi, joita voidaan käsitellä digitaalisena kuvana.
• CMOS-kuva-antureilla on tunnistus-, digitointi- ja muut toiminnot suoraan itse anturissa, toisin kuin CCD-sirut.
• Tämän avulla CMOS-anturit voivat käyttää tiettyjä pikseleitä tehtäviin, kuten videotallennukseen, pitäen muut passiivisina powen säästämiseksir.

Pohjimmiltaan CMOS-anturit muuntavat valon fotonit sähköjännitearvoiksi, jotka voidaan digitoida ja käsitellä digitaalisena valokuvana. Tämä tekniikka on laajalle levinnyt korkean suorituskyvyn, alhaisen virrankulutuksen ja puolijohteiden valmistuksen yhteensopivuuden vuoksi.

UKK:

K: Mitä eroa on CMOS- ja CCD-antureilla?

V: CCD-anturit vaativat sirun ulkopuolisen käsittelyn, kun taas CMOS integroi sen sirulle, mikä mahdollistaa paremman suorituskyvyn, kuten pienemmän virrankulutuksen ja enemmän anturitoimintoja CMOS-antureissa.

Johtopäätös

CMOS-anturin valosähköisen ja digitaalisen muuntoprosessin ymmärtäminen antaa käsityksen siitä, miksi ne ovat nykyään yleisin digitaalikameroiden kuvakennotekniikka. Niiden sirurakenne mahdollistaa tärkeimmät edut CCD-levyihin verrattuna, mikä teki niistä suositun valinnan.