Der Kernchip der Kamera – CMOS-Bild
Sensor
Das Betriebskonzept eines CMOS-Bildsensors (Complementary Metal Oxide Semiconductor) wurde in der zweiten Hälfte der 1960er Jahre ins Auge gefasst, aber das Gerät wurde nicht kommerzialisiert, bis sich die Mikrofabrikationstechnologie in den 1990er Jahren ausreichend entwickelt hatte.CCD- (Charge Coupled Device) oder CMOS-Bildsensoren (Complementary Metal Oxide Semiconductor) werden häufig in heutigen Digitalkameras und Mobiltelefonen verwendet.
CCD und CMOS sind beides Halbleiterbauelemente, die als „elektronische Augen“ fungieren.
Beide verwenden Fotodioden, aber ihre Produktionsprozesse und Signallesemethoden unterscheiden sich.Obwohl die CCD-Technologie anfangs aufgrund der höheren Empfindlichkeit und Bildqualität beliebt war, begannen CMOS-Sensoren ab 2004, die Anzahl der CCD-Sensoren im Versandvolumen zu übertreffen.
Die Datenrate ist schneller als CCD.
Ein Array von Kondensatoren in einem CCD-Bildsensor (Charge-Coupled Device) trägt eine elektrische Ladung entsprechend der Lichtintensität eines Pixels.Der Inhalt jedes Kondensators wird über eine Steuerschaltung zu seinem Nachbarn übertragen, und der letzte Kondensator in der Anordnung entleert seine Ladung in einen Ladungsverstärker.CCD-Sensoren sind für ihr Eimerketten-Datenübertragungsverfahren bekannt.
Ein CMOS-Bildsensor (Complementary Metal Oxide Semiconductor).
enthält andererseits für jedes Pixel eine Fotodiode und einen CMOS-Transistorschalter, der eine separate Verstärkung der Pixelsignale ermöglicht.Auf die Pixelsignale kann direkt und sequentiell zugegriffen werden, erheblich schneller als bei einem CCD-Sensor, indem die Matrix von Schaltern manipuliert wird.Ein weiterer Vorteil eines Verstärkers für jedes Pixel besteht darin, dass das Rauschen verringert wird, das beim Lesen der aus gesammeltem Licht umgewandelten elektrischen Signale entsteht.
CMOS-Bildsensoren sind weniger teuer in der Herstellung als CCD-Bildsensoren, da bestehende Halbleiterherstellungsanlagen für ihre Produktion wiederverwendet werden können.Im Gegensatz zu CCD-Sensoren, die analoge Hochspannungsschaltkreise verwenden, verwenden CMOS-Sensoren kleinere digitale Schaltkreise, die weniger Strom verbrauchen und theoretisch frei von Verschmieren (vertikaler weißer Streifen in einem hellen Bild) und Blooming (Verfälschung von Bildern wie z als weiße Flecken).Da während des Herstellungsprozesses logische Schaltungen auf dem Chip integriert werden können, werden CMOS-Sensoren mit einer Bildverarbeitungsschaltung auf dem Chip für Anwendungen wie Bilderkennung und künstliches Sehen entwickelt, wobei einige Geräte derzeit verwendet werden.
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Postzeit: 30. Januar 2023
