CCD/CMOS sensor

Chia sẻ: Nguyenhoang Phuonguyen | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:6

Thêm vào BST

Báo xấu

175
lượt xem 51
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đây là bộ cảm biến ánh sáng nằm trong máy ảnh kỹ thuật số có tác dụng chuyển ánh sáng thu nhận từ môi trường bên ngoài sang tín hiệu điện tử. CCD bao gồm hàng triệu tế bào quang điện, mỗi tế bào có tác dụng thu nhận thông tin về từng điểm ảnh (Pixel

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: CCD/CMOS sensor

CCD/CMOS sensor ây là b c m bi n ánh sáng n m trong máy nh k thu t s có tác d ng chuy n ánh sáng thu nh n t môi trư ng bên ngoài sang tín hi u i n t . CCD bao g m hàng tri u t bào quang i n, m i t bào có tác d ng thu nh n thông tin v t ng i m nh (Pixel có th thu ư c m u s c, máy nh k thu t s s d ng b l c m u (color filter) trên m i t bào quang i n. Các tín hi u i n t thu ư c trên m i t bào quang i n s ư c chuy n i thành tín hi u k thu t s nh b chuy n i ADC (Analog to digital converter). Vào th i i m hi n t i có hai lo i b c m bi n ánh sáng : CCD (Charged Couple Device) và CMOS (Complimentary metal-oxide). Giá thành s n xu t CCD thư ng t hơn so v i CMOS, nguyên nhân ch y u là do CCD òi h i ph i có dây chuy n s n xu t riêng trong khi có th s d ng dây chuy n s n xu t chip, b ng m ch thông thư ng s n xu t CMOS CCD/CMOS sensor Như m t máy nh bình thư ng, m t máy nh s có m t th u kính và m t c a tr p cho phép ánh sáng i qua. Nhưng có m t i m khác là ánh sáng tác d ng lên m t m ng c a nh ng t bào quang i n ho c nh ng ô c m quang thay cho phim. M ng t bào quang i n là m t con chip kho ng 6-11 mm chi u ngang. M i b c m bi n hình nh là m t thi t b tích i n (Charged Couple Device - CCD), nó chuy n i ánh sáng thành i n tích. S tích i n ư c lưu dư i d ng thông tin tương t r i ư c s hoá b i m t thi t b khác g i là b bi n i tương t -s (Analogue to Digital Converter - ADC). M i ph n t quang i n trong m ng c a hàng ngàn ph n t , t o ra m t pixel và m i pixel ch a m t vài thông tin ư c lưu gi . M t s máy nh s s d ng b c m bi n hình nh b ng chip CMOS (Complementary Metal Oxide
Semiconductor). Cái tên này liên quan t i quá trình b c m bi n ó ư c làm như th nào. Quá trình này cũng gi ng quá trình s n xu t hàng lo i DRAM và nh ng b vi x lý nên b c m bi n CMOS r hơn và d làm hơn nhi u so v i b c m bi n CCD. Nh ng l i th khác c a b c m bi n CMOS là chúng tiêu th ít i n hơn và có th k t h p nh ng m ch khác trên cùng con chip ó. Nh ng tính năng b sung c a lo i chip này có th bao g m b chuy n i tương t –s , tính năng i u khi n camera, nén hình nh hay ch ng rung. Tuy nhiên, nh ng m ch b sung này s d ng không gian mà bình thư ng ư c s d ng cho thi t b o sáng. i u này làm cho b c m bi n kém nh y sáng hơn, t o ra nh ng b c nh ch t lư ng th p hơn khi ch p trong nhà ho c trong nh ng i u ki n thi u sáng khác. Nói tóm l i, nh ng máy nh dùng chip CMOS nh hơn, nh hơn, r hơn và tiêu th ít i n hơn, nhưng s ph i hy sinh m t chút ch t lư ng hình nh. So sánh chíp CCD và CMOS Trư c ây, các máy nh, máy quay video k thu t s dùng chip c m bi n ánh sáng CMOS là lo i r ti n, ch t lư ng kém nên d n d n chip CMOS ư c thay b ng CCD. Th nhưng nay, nh ng máy m i nh t, t ti n nh t l i ư c tr nh tr ng qu ng cáo là dùng chip CMOS. Khi ch n mua máy nh ho c máy quay video k thu t s , a s ngư i dùng u chú ý vào s ch m (s i m nh t i a mà máy h tr ư c, thư ng g i là mega-pixel) mà quên i nh ng thông s khác.
Th t ra, s i m nh t i a ó ph thu c h n vào chip c m bi n hình nh trang b trong máy. Có th nói, chip c m bi n hình nh s quy t nh n ph n l n ch c năng c a máy, như: nét c a hình nh, nh y sáng, năng lư ng i n tiêu th ... Vì v y nó còn ư c ví là “trái tim c a máy nh s ”. Hi n nay, trên th trư ng, ngoài các máy nh, máy quay k thu t s s d ng chip c m bi n hình nh CCD, ã b t u xu t hi n d n lo i dùng chip c m bi n CMOS. th i i m hi n t i, lo i máy dùng chip c m bi n CMOS ang th ng th trên th trư ng cao c p so v i lo i máy dùng chip c m bi n CCD. S tr l i ngo n m c c a CMOS Trư c ây, chip c m bi n CMOS ư c trang b trong các thi t b r ti n ( i n tho i, camera k thu t s , PDA...) do nh y sáng th p, hình nh thu ư c không s c nét... Vì v y, trong m t th i gian dài nó không ư c các nhà s n xu t máy nh s quan tâm. Trong khi ó, m c dù t ti n hơn so v i chip c m bi n CMOS nhưng nh kh năng vư t tr i v m i m t ( nh y sáng cao, tái hi n nh v i phân gi i l n, s c nét...), chip c m bi n CCD ư c các nhà s n xu t máy nh và máy quay video k thu t s phát tri n qua hàng lo t dòng s n ph m và gi vai trò c tôn v công ngh . Tư ng ch ng chíp c m bi n CMOS s rơi vào s quên lãng, và không có kh năng ch y ua cùng CCD. Nhưng kỳ di u thay, n năm 2000, nó t ng t tr i d y và gây ti ng vang b ng chi c máy nh s chuyên nghi p EOS D30 c a hãng Canon v i kh năng c m bi n n 3,2 tri u i m nh. Hai năm sau, năm 2002, CMOS ã th t s th hi n ư c th m nh c a mình qua phiên b n nâng c p c a EOS D30, ó là EOS D60 v i kh năng c m bi n lên 6 tri u i m nh. ây là m t cu c l i ngư c dòng ngo n m c c a CMOS khi n h u h t các nhà s n xu t ang eo u i CCD ph i suy nghĩ.
Ch c n vài tháng sau ó, Kodak ã tung ra ngay dòng máy Kodak DSC 14n v i 14 tri u i m nh nh vào chip c m bi n CMOS th h m i. Còn Canon ti p t c phát tri n chip CMOS và tung ra dòng máy Canon EOS 1Ds v i 11 tri u i m nh. n lúc này, CMOS ã vư t qua CCD v nh y sáng, phân gi i, ch t lư ng hình nh... nhưng c bi t là chi phí không cao n m c như nhi u ngư i nghĩ. Cách làm vi c c a CMOS và CCD Nhi m v c a chip c m bi n là b t ánh sáng khi c a tr p ư c m và chuy n chúng thành các i n t ; sau ó, các i n t này ư c chuy n thành i n áp; cu i cùng i n áp chuy n sang d ng tín hi u s . CCD g m m t m ng lư i các i m b t sáng ư c ph b ng l p b c màu ( - red, ho c xanh l c - green, ho c xanh dương - blue), m i i m nh ch b t m t màu. Do ó, khi ch p nh (c a tr p m ), ánh sáng qua ng kính và ư c lưu l i trên b m t chíp c m bi n dư i d ng các i m nh. M i i m nh có m t m c i n áp khác nhau s ư c chuy n n b ph n c giá tr theo t ng hàng. Giá tr m i i m nh s ư c khu ch i và ưa vào b chuy n i tín hi u tương t sang tín hi u s , cu i cùng vào b x lý tái hi n hình nh ã ch p. Chính quá trình c thông tin th c hi n theo t ng hàng ã làm cho t c x lý nh ch m, r i thi u ho c th a sáng. Các nhà nghiên c u ã tính n vi c trang b thêm b c nh b sung xen k vào các i m b t sáng c t t c các thông tin i m nh trong m t l n nhưng i u này b t bu c ph i tăng không gian c a chip c m bi n, do v y mà không kh thi v m i m t. Chính cái i u mà các nhà nghiên c u mu n b sung cho CCD thì CMOS l i có s n, b i c nh m i i m b t sáng ã có s n m ch i n b tr d dàng tích h p ngay quá trình x lý i m nh. V i c u trúc này, m i i m nh s ư c x lý
ngay t i ch và ng lo t truy n tín hi u s v b x lý tái hi n hình nh ã ch p nên t c x lý s nhanh hơn r t nhi u. M t ưu i m n a mà c u trúc này mang l i là có th cung c p ch c năng tương tác m t vùng i m nh (như phóng to m t ph n nh) cho ngư i s d ng, i u mà chíp c m bi n CCD khó làm ư c. V i kh năng b tr nhi u như v y nhưng chip c m bi n CMOS l i tiêu th ít năng lư ng hơn chip c m bi n CCD, c ng v i nhi u y u t khác mà giá thành s n xu t chip CMOS th p. th h u c a chíp c m bi n CMOS, nhi u t o ra do vi c khu ch i i m nh là áng k , làm cho nh ch p ư c không m n. i m y u này ã ư c c i thi n th h sau ó b ng vi c c hai l n i m nh (l n 1 c giá tr b t sáng, l n2 c giá tr c a m ch b tr ; sau ó th c hi n phép tr ) và b ng vi th u kính làm ánh sáng “rơi” vào úng v trí b t sáng. 5 ưu i m c a chip c m bi n CMOS Khi so sánh gi a chip c m bi n CCD và chip c m bi n CMOS, ngư i ta thư ng nêu ra ngay 5 ưu i m c a CMOS: - nh y sáng cao, phân gi i cao. - i n năng tiêu th ít, kéo dài th i gian dùng pin. - Ít b nhi u. -T c x lý nh ch p c c nhanh. - Tích h p nhi u ch c năng tương tác trên nh ch p. V i nh ng ưu th vư t tr i c a chip c m bi n CMOS th h m i, b n d nh n th y ư c dòng máy nh, máy quay k thu t s dùng chip CMOS t s có nhi u ch c năng, c v kh năng x lý l n ti n ích kèm theo. Tuy nhiên, hi n nay trên th trư ng, dòng máy dùng chip c m bi n CMOS thư ng là dòng chuyên nghi p hay bán chuyên nghi p, a s là máy quay video (g n ây cũng ã có máy nh bán chuyên nghi p dùng chip CMOS c a Canon),
nên giá ti n có th s vư t quá kh năng c a ngư i dùng mua máy nh ph c v cho nhu c u c a cá nhân, gia ình. Do v y, máy nh dùng chip CCD v n còn chi m lĩnh th trư ng ph thông trong th i gian trư c m t.