سنسور CMOS

 

در این مطلب از وب سایت نوین ایلیا صنعت ما میخواهیم شما را بیشتر با سنسور CMOS اشنا کنیم،با ما همراه باشید:

سنسور CMOS

سنسور CMOS یک چیپ نیمه‌ هادی است که مانند شبکیه انسان رفتار می‌کند (سیگنال‌های اپتیکی (نور) را به سیگنال‌های الکتریکی تبدیل می‌کند)،اولین تلاش برای ساخت سنسورهای CMOS مأیوس‌ کننده، خاتمه یافت. کیفیت تصویر آنها دارای چیز با ارزشی نبود. در مقابل، دریافت تصاویر با کیفیت با سنسورهای CCD بسیار راحتتر بود. پیروزی CCDها از سال ۱۹۷۰ آغاز شد.

در سال ۱۹۹۰ بعضی از محققین کوشش‌ های ابتدایی برای سنسورهای CMOS را به یاد آوردند. با ایده‌ های جدید، آنها قادر به ساخت اولین سنسور CMOS با عکس‌ های قابل‌ قبول شدند. امروزه بیشتر دوربین‌ های صنعتی مبتنی بر سنسورهای CMOS هستند.

سنسورهای CMOS چگونه کار می‌کنند؟

سنسورهای CMOS و همچنین سنسورهای CCD مبتنی بر اثر فتوالکتریک هستند: زمانی که نور به تکه‌ ای از جسم می‌خورد؛ جسم الکترون تولید می‌کند. در این مورد، تکه جسم یک چیپ سیلیکونی است. این چیپ مبتنی بر صدها هزار خازن –پیکسل- قرارگرفته در یک الگوی شبکه‌ای است.

تا اینجا، ساختار سنسورهای CMOS و CCD بسیار شبیه است. تفاوت اصلی تشخیص فیزیکی خازن‌ ها و انتقال الکترون‌ ها به خروجی چیپ است. مزایا و معایب سنسورهای CMOS و CCD، اساساً بر این تفاوت استوار است.

یک سنسور CMOS چگونه رنگ را می‌بیند؟

همانند شبکیه انسان، سنسور CMOS دارای سه گونه متفاوت پیکسل (“مخروط‌ها” در شبکیه) برای دیدن رنگ است. (یکی برای قرمز، دیگری برای سبز و دیگری برای آبی) بعلاوه، شبکیه دارای چهارمین نوع پیکسل است برای درک سیاه‌ و سفید که سلول میله‌ ای نامیده می‌شود.

هر چند که سنسور CMOS وجود ندارد که تمامی این چهار نوع را بر روی یک چیپ داشته باشد. سنسورهای CMOS دارای پیکسل‌ های سیاه‌ و سفید یا پیکسل‌ های حساس به نور قرمز، سبز و آبی است. اولین مورد مبنای ساخت دوربین‌ های سیاه‌ و سفید و دومین مبنای ساخت دوربین‌ های رنگی است.

مزایای سنسورهای CMOS

پادشاهی سنسورهای CMOS در حوزه مشتریان نیمه‌ حرفه‌ ای در میانه راه، شانسی نیست. مزایای آنها، بسیار در دنیای موبایل امروز مهم هستند.

مصرف انرژی کمتر: مدیریت الکترون‌ های جمع‌آوری‌ شده تفاوت اصلی میان سنسورهای CMOS و سنسورهای CCD  را ایجاد می‌کند. در مورد سنسورهای CMOS مدیریت این اتفاق، نیازمند انرژی کمتری است.

Bining و ROI: با دلیلی مشابه قرار دادن پیکسل‌ ها در کنار هم برای بالا بردن حساسیت (باینینگ) و نمایش خروجی کوچکتری از تصویر (منطقه موردنظر region of interest) برای بالا بردن نرخ فریم در این سنسورها به‌ سادگی قابل انجام است.

دوربین‌ های صنعتی کوچک: سنسورهای CMOS به‌طور “معمول” ارزان هستند و بنابراین گذاشتن تنها “سنسور نور” بر روی چیپ ممکن است. در نتیجه این امر سبب دوربین‌ های کوچک‌ تر صنعتی می‌شود.

معایب سنسورهای CMOS

در ضمن بعضی از معایب “سنتی” سنسورهای CMOS بسیار کوچکتر از آن هستند که در کاربردهای عادی محسوس باشند. اما عیب باقی‌ مانده عبارت است از:

اکسپوژر طولانی‌ مدت محدود: همان‌ طور که قبلاً نیز ذکر شد؛ تفاوت مدیریت الکترون‌ های جمع شده در سنسورهای CMOS و سنسورهای CCD معمولاً عامل مزیت در سنسورهای CMOS است. در مورد اکسپوژر طولانی‌ مدت این مورد برعکس است : سنسورهای CCD تصویرهای مفیدی حتی پس از زمان اکسپوژر بیش از یک ساعت و یا بیشتر در اختیار ما قرار می‌دهد. در نقطه مقابل بیشینه اکسپوژر در سنسورهای CMOS تنها چند دقیقه است.

از شما ممنونیم که مطلب ما را در مورد سنسور CMOS مطالعه فرمودید،،شما همچنین می توانید مطالب ما در شبکه های اجتماعی همچون اینستاگرام،اپارات و لینکدین مطالعه کنید.