معماری Ccd و Cmos

[QashQai]

سلام:

طبق قوانین این تاپیک به صلاحدید شما جهت دوستان فورم گذاشته شود

An Introduction to CMOS Image Sensor Technology

http://www.siliconimaging.com/ARTICLES/CMOS%20PRIMER.htm

پ.ن:

Silicon Imaging specializes in the design, manufacturing and marketing of high-definition digital cameras and image processing solutions for the medical, scientific instrumentation, machine vision, entertainment and surveillance markets. Silicon's focus has been to leverage the recent advancements in CMOS imagers, digital processors and gigabit connectivity interfaces to develop a new generation of high definition products, which can outperform traditional video camera and processing systems, at a lower cost. Silicon Imaging offers more than 100 years combined experience in the development of high-speed digital image processing hardware, machine vision inspection, biometrics, video transmission and recording components and systems. It is proud to have an extensive client list from Fortune 500, Semiconductor, University, Research, Military and Entertainment industry including: IBM, General Dynamics, Micron, Coherent, FLIR, JPL, Rockwell, MIT, Sarnoff, NASA, Raytheon, Dalsa, Corning, Elbit, and Eastman Kodak. Silicon Imaging is a privately held company with locations in Troy, NY and Costa Mesa, CA

[Navid Sadat]

با سلام خدمت همه دوستان .
من در جایی خواندم که یکی از معایب بزرگ CCD ها اینست که اگر نور خیلی زیادی به محل خاصی از برسد نور اصطلاحا در آن قسمت " سر " می رود . بعنی یک جور حالت Blooming نا خواسته در عکس بوجود می آید . بخصوص که نرم افزار دوربین قادر به تشخیص این مطلب نباشد . نتیجه یک عکس با رنگهای تداخل یافته یا اوراکسپوز شدید خواهد بود . و این امر در سنسور های کوچک شدید تر است .
آیا در CMOS هم قضیه به همین شدت است ؟

[Sam5154]

چون جای بهتری پیدا نکردم اینجا مطرح می‌کنم. امیدوارم کسی اینو بخونه
کسی اینجا چیزی از سنسورهایی NMOS و JFET چیزی می‌دونه؟ دومی فکر کنم خیلی غیر معمول باشه فقط توی گزینه‌های جستجوه Dpreview دیدمش اما اولی پاناسونیک و المپیوس استفاده می‌کنن. (ساخت ماتسوشیتاست).
من چزیی که بشه فهمید راجع بهش ندیدم. هرچی بود خیلی فنی بود (در حد مهندس‌های الکترونیک) و معمولا راجع به سنسورهای اسکنر و دستگاه کپی و اینا بود.
فقط یه جمله قابل فهم راجع بهش دیدم. اونم این بود که ترکیبیه از CCD و CMOS. مثل اینکه دینامیک رنج CCD رو داره و مصرف کم CMOS. چیزی هم راجع به نویزش نگفته بود.(همون دو جمله بود)

[arash1988]

فقط یه جمله قابل فهم راجع بهش دیدم. اونم این بود که ترکیبیه از CCD و CMOS.

JFET خودش یک نوع ترانزیستور جدا است. ربطی به CCD و CMOS ندارد.

مثل اینکه دینامیک رنج CCD رو داره و مصرف کم CMOS. چیزی هم راجع به نویزش نگفته بود.(همون دو جمله بود)

JFET و CMOS در حقیقت هر دو از یک خانواده هستند، که همان FET ها یا Field-Effect Transistor ها است. CMOS یک تکنولوژی است نه یک نوع ترانزیستور، که در آن دو ترانزیستور MOSFET را یکی از نوع NMOS و دیگری PMOS در کنار هم قرار میدهند و Complemet MOS یا CMOS را میسازند. مزیت اصلی این روش این است که بسیار بسیار از نظر اقتصادی به صرفه بوده و میتوان آن را در ابعاد کوچکتر ساخت.

کلا یکی از خاصیت های FET ها مصرف کم آنهاست. بنابراین JFET هم مثل MOSFET خیلی نسبت به BJT ها (سنسورهای CCD) مصرف کمتری دارد.

دلیل افزایش Dynamic Range هم در JFET ها ربطی به سنسورهای CCD ندارد. با استفاده از JFET ها، میتوان سایز و تعداد ترانزیستورهای موجود در سنسور را کاهش و به طبع آن اندازه فتودیود را افزایش داد. بنابراین، مقدار فتوالکتریک بیشتر میشود که نتیجه اش همان افزایش Dynamic Range است. در صورتی که دلیل بیشتر بودن Dynamic Range در سنسورهای CCD این است که BJT ها معمولا با جریانهای بالاتر کار میکنند.

[M.R.Mir]

سلام
ممنون از تاپیکی که ایجاد کردین خیلی مفیده
فکر میکنم بد نباشه با اصطلاحات اشنا بشیم


CMOS; Complement Metal Oxide Semiconductors
NMOS; N-channel Metal Oxide Semiconductors
JFET; Junction gate Field-effect Transistor
MOSFET; Metal Oxide Semiconductors Field-effect Transistor


در واقع تمام اینا انواعی از ترانزیستور هستند که ساختمان و نوع کارکرد متفاوت دارن که توضیحش از حوصله ی این تاپیک خارجه.
اگر بخواهیم رده بندی کنیم در واقع MOSFET مادر تمام اینا هست و بقیه انواعش هستن
به طور مثال NMOS & PMOS دو نوع MOSFET هستند که حاملها شون برای انتقال متفاوته.
و CMOS هم همون MOSFET هست با این تفاوت که خروجیش
در ساخت سنسور های دوربین که از فتوسنسور استفاده میشه در واقع همون فتو ترانزیستر هست که در اون برای فعال سازی ترانزیستور از فوتون ها استفاده میشه.
از طرفی به علت سرعت پاسخدهی و راندمان بالا CMOS ها در مدارهای الکترونیک بسیار پرکاربرد شدن.


CMOS ها به علت اینکه برای راه اندازی نیاز به ولتاژ دارن نه جریان , دارای تلفات حرارتی بسیار ناچیز هستند. به همین علت مصرف باطری بسیار کمی دارند.
از طرفی به علت اینکه در مدارهای الکترونیک گرما باعث جابجایی نقطه کار قطعات میشه مدار از حالت ایده ال طراحی شده خارج میشه و همین جاست که گرمای بیشتر مصرف توان بیشتر و مصرف توان بیشتر گرمای بیشتر تولید میکنه و همین موضوع به سادگی روی خروجی تاثیر میذاره و تولید اغتشاش میکنه. بنابر این بخشی از نویزی که دیگر انواع سنسور نسبت به CMOS دارند ناشی از همین موضوعه.

CCD; Charge-Coupled Device

در CCD برخلاف CMOS سنسور از یک سری خازنهای کنار هم قرار داده شده (جفت شده)ساخته میشه که با تابش نور باردار میشن و بعد از اون این بار تولید شده به تقویت کننده منتقل و تبدیل به ولتاژ میشود.
در این پروسه به علت ایده ال نبودن اجزای مدار , بار درحال انتقال دچار تغییراتی میشود که منشا تولید نویز هست.
از طرفی این انتقال نیازمند صرف توان هست که علت اصلی بالا بودن مصرف باطری هست.

[Sam5154]

من امروز یه چیزی به نظرم رسید
آیا امکانش هست که حساسیت سنسور رو به صورت موضعی تغییر داد؟ مثلا برای گرفتن یه عکس HDR، حساسیت توی مناطق تاریک حساسیت پیکسل‌ها افزایش پیدا کنه؟ که با یه بار شاتر زدن عکس ثبت بشه؟ در حقیقت ایزوی هر پیکسل جداگانه تعیین بشه؟

[Sam5154]

چند وقت پیش داشتم فکر می‌کردم نمیشه سنسورهارو طوری ساخت که بشه حساسیت هر پیکسل رو با توجه به شدت نوری که دریافت می‌کنه جداگانه تعیین کرد. اینطوری دیگه به گرفتن چندتا عکس و تکنیک HDR و ترکیب اونها نیازی نیست و با یه بار شاتر زدن تمومه.
مثل اینکه فوجیفیلم یه کاری مشابه این کرده. سنسورهای EXR فوجی میتونن دریافت نور توسط یک سری از پیکسل‌ها رو قبلا از بسته شدن شاتر تموم کنن. (به صورت الکترونیکی) یعنی عملا دو تا عکس با رزولوشنی نصف سنسور گرفته می‌شه. اما فقط یکبار شاتر میخوره. البته ابتکارای دیگه‌ای توی سنسور بوده مثل تغییر آرایش از ماتریسی به لانه زنبوری و ....
اینم یه لینک برای توضیحات بیشتر:
http://www.dpreview.com/reviews/Fuji...0EXR/page2.asp
ولی به نظر من خیلی هم نتونسته از این ابتکار جالب استفاده مناسبی بکنه. مثلا من فکر می‌کنم با داشتن دو تا عکس از یه صحنه میشه با تطبیق دادن اون دوتا باهم الگوریتم‌ پیشرفته‌تر و کاراتری برای حذف نویز ابداع کرد. (یعنی الگوریتم بتونه متوجه بشه یه سری از نقطه رنگ اشتباهی دارن رنگ رو با توجه به اون یکی عکی و خونه‌های اطراف تغییر بدهة نه اینکه فرتی ورداره بلور کنه)


البته اون ایده من خیلی بهتره(غیر از این هم مگه ممکنه :biggrin:). چون رزولوشن رو پایین نمیاره. ولی با این سواد الکترونیک در حد هیچی من فکر میکنم فقط روی CMOS قابل پیاده‌سازی باشه. چون CMOS برای هر پیکسل یه واحد پردازش کوچولو داره از اون طرف هم بر خلاف CCD داده‌ها به صورت پشته‌ای خونده نمیشن. واسه همین ممکنه که دسترسی مستقیم به هر پیکسل آسونتر باشه.

[MamuMehdi]

برای جلوگیری از تکرار مطالب به تاپیک زیر مراجعه فرمایید :

http://www.akkasee.com/forum/showpos...&postcount=787

[M.R.Mir]

با سلام خدمت همه دوستان .
من در جایی خواندم که یکی از معایب بزرگ CCD ها اینست که اگر نور خیلی زیادی به محل خاصی از برسد نور اصطلاحا در آن قسمت " سر " می رود . بعنی یک جور حالت Blooming نا خواسته در عکس بوجود می آید . بخصوص که نرم افزار دوربین قادر به تشخیص این مطلب نباشد . نتیجه یک عکس با رنگهای تداخل یافته یا اوراکسپوز شدید خواهد بود . و این امر در سنسور های کوچک شدید تر است .
آیا در CMOS هم قضیه به همین شدت است ؟

در CCD پدیده ی مورد نظر شما به علت اشباع شارژ پیکسل در اثر نور زیاد میباشد که چون در CMOS اصولا اساس کار بر سویچینگ (on & off) شدن ترانزیستور است چنین اتفاقی در بدترین شرایط هم نخواهد افتاد!

[شاهین اکبری]

تكنيكهايي در مورد ارتقاء عملكرد نويزي در سوني ( 2009) :


تصاوير و توضيحات گوياست تنها مورد قسمت هاي طوسي رنگ پايين تصوير است كه نميدونم من متوجه نميشوم يا ناشر قصد افشا نداشته.
با توجه به اينكه معمولا تعداد پيكسلها با ثابت ماندن سايز سنسور افزايش مي يابد مورد "larger sensor area" جاي سوال دارد.

منبع :

http://photorumors.com/2009/09/13/ne...i-with-34-8mp/