CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) sensorer er dominerende bildeavleser teknologi brukt i de fleste digitale kameraer i dag, fra telefoner til DSLR-er.

CMOS Komponent

Fotodiodematriks
Ein fotodiod-array er det hovudelema i langs linjene med ein CMOS-sensor. Kvar einaste slik pixel inneholder ein fotodetektor, som er ein halvleiarapparat som produserer elektrisk strøm når den innfallende strålingen blir omdanna til elektrisk kraft. Ljoset blir omdanna til elektrisk lading av ein fotodiode på ein måte som storleiken av den elektriske ladinga blir brukt på intensiteten til ljoset.

Rollen av transistorer
Området rundt kvar piksel i ein CMOS-sensor er samla av transitorar bortsett frå fotodiode. Transistorar er dei elektroniske apparatene som mottek eit svakt elektrisk signal og forsterka signalet og overførte signalet frå ein region til ein annan. Desse krinsløyene kodar den analoge straumen som er eit resultat av at fotodioden tek imot, som dei opererer på.

Leseprosess
Det er då fotodiodane (sensorane) sporar lyset og omsetjer det til elektromagnetiske ladingar. Det neste steget er å lesa. Kretsar med transistorar for kvar pixel tek imot elektriske ladningar som dei gir impuls til og sender dei vidare til ein krets som omsette dei til eit digitalt signal som kjem ut av prosessoren. Det følgjande digitale signalet vert vanlegvis handsama av bildeprosessoren til kameraet, som harmoniserer biletet.

Her er en grunnleggende oversikt over hvordan de fungerer:

• En CMOS-sensor inneholder en matrise av lysfølsomme fotodioder og tilgangstransistorer, hvor hver bildpunkt består av en fotodiod og en transistor.
• Når lys treffer fotodioden, genererer det ladning proporsjonalt med lysintensiteten. Dette bygger opp spenning som representerer lyshetsverdien.
• Transistorer brukes til å "lese ut" spenningene bildepunkt for bildepunkt og konvertere dem til digital data.
• På-chip analog-digital-konverterere (ADC) endrer bildepunktspenningene til tall som kan behandles som et digitalt bilde.
• CMOS-bildeavlesere utfører avlesing, digitalisering og andre funksjoner direkte på selve avleseren, i motsetning til CCD-chipper.
• Dette lar CMOS-avlesere få tilgang til spesifikke piksler for oppgaver som videofilming mens andre holdes inaktive for å spare energi r.

I essensen konverterer CMOS-avlesere lysfotoner til elektriske spenninger som kan digitaliseres og behandles som et digitalt foto. Denne teknologien er utbredt på grunn av sin høy ytelse, lav energibruk og kompatibilitet med halvlederprodusjon.

OFSP:

Q: Hva er forskjellen mellom en CMOS- og CCD-avleser?

A: CCD-avlesere krever prosessering utenfor chippen, mens CMOS integrerer det på chippen, hvilket tillater bedre ytelse som lavere energibruk og flere funksjoner på avleseren for CMOS-avlesere.

Konklusjon

Å forstå den grunnleggende fotoelektriske og digitale konverteringsprosessen inne i en CMOS-sensor gir innsikt i hvorfor de er den mest ubesettede bildeavlesningsteknologien som driver digitalkameraer i dag. Deres på-chip-design gir nøkkelfordeler over CCD-er som gjorde dem til en populær valg.