CMOS image sensor ຖືກນໍາໃຊ້ໃນລະບົບຮູບພາບ digital ທີ່ທັນສະໄຫມໂດຍການປ່ຽນແສງສະຫວ່າງເປັນຂໍ້ມູນເອເລັກໂຕຣນິກດ້ວຍຄວາມໄວ ແລະ ຄວາມຖືກຕ້ອງ. ຈາກໂຄງສ້າງ pixel ຈົນເຖິງການອອກແບບທີ່ກ້າວຫນ້າ, ໂຄງສ້າງຂອງເຂົາເຈົ້າມີຜົນກະທົບໂດຍກົງຕໍ່ຄຸນນະພາບຂອງຮູບພາບ, ການໃຊ້ພະລັງງານ ແລະ ປະສິດທິພາບ. ບົດຄວາມນີ້ອະທິບາຍເຖິງວິທີທີ່ sensor CMOS ເຮັດວຽກ, ປະເພດ, ປັດໄຈສໍາຄັນ, ການປຽບທຽບ, ການນໍາໃຊ້ ແລະ ການພັດທະນາໃນອະນາຄົດ.
ຄ1. CMOS Image Sensor ແມ່ນຫຍັງ?
ຄ2. ຫຼັກການເຮັດວຽກຂອງ CMOS Image Sensor
ຄ3. ປະເພດຂອງ CMOS Image Sensors
ຄ4. ສະຖາປະນິກ CMOS Image Sensor ທີ່ກ້າວຫນ້າ
ຄ5. Performance Parameters of CMOS Image Sensor
ຄ6. CMOS vs. CCD Image Sensors
ຄ7. ข้อดีແລະข้อเสียຂອງ CMOS Image Sensor
ຄ8. ແນວໂນ້ມໃນອະນາຄົດຂອງ CMOS Image Sensors
ຄ9. ສະຫລຸບ
ຄ10. ຄໍາຖາມທີ່ຖາມເລື້ອຍໆ [FAQ]
CMOS Image Sensor ແມ່ນຫຍັງ?
CMOS image sensor ເປັນອຸປະກອນ semiconductor ທີ່ປ່ຽນແສງສະຫວ່າງເປັນສັນຍານໄຟຟ້າ ແລະຈາກນັ້ນເປັນຂໍ້ມູນຮູບພາບ digital. ມັນປະກອບດ້ວຍ pixels ນ້ອຍໆຫຼາຍລ້ານຫນ່ວຍ ແລະແຕ່ລະpixelມີphotodiode ທີ່ສັງເກດເຫັນແສງສະຫວ່າງແລະຜະລິດໄຟຟ້າ. Sensor ຍັງ ມີ ຫມວດ ຕິດ ຢູ່ ໃນ chip silicon ດຽວ ກັນ ເພື່ອ ຂະ ຫຍາຍ ແລະ ຂະ ບວນ ການ ສັນຍານ ເຫລົ່າ ນີ້. ການ ອອກ ແບບ ນີ້ ອະນຸຍາດ ໃຫ້ sensor ຈັບ ແລະ ປ່ຽນ ຄວາມ ສະຫວ່າງ ໃຫ້ ເປັນ ຮູບ ພາບ ຢ່າງ ມີ ປະສິດທິພາບ ພາຍ ໃນ ໂຄງ ຮ່າງ ນ້ອຍໆ.
ຫຼັກການເຮັດວຽກຂອງ CMOS Image Sensor
ເຄື່ອງ sensor ຮູບ ພາບ CMOS ທໍາ ງານ ໂດຍ ການ ປ່ຽນ ຄວາມ ສະຫວ່າງ ທີ່ ເຂົ້າ ມາ ເປັນ ສັນຍານ ໄຟຟ້າ ແລະ ແລ້ວ ເປັນ ຂໍ້ ມູນ ຮູບ ພາບ digital. Sensor ຖືກຈັດຂຶ້ນເປັນຕາຕະລາງຂອງ pixels, ແລະ ແຕ່ລະpixel ມີ photodiode ແລະ transistor ຫລາຍໆໂຕທີ່ຄວບຄຸມການຫລັ່ງໄຫລຂອງສັນຍານ ແລະ ຂະບວນການ.
ເມື່ອ ແສງ ເຂົ້າ ໄປ ໃນ ກ້ອງຖ່າຍຮູບ, ທໍາ ອິດ ມັນ ຈະ ຜ່ານ microlens ແລະ ຊັ້ນ ຕອງ ສີ. microlens ຊ່ວຍນໍາແສງສະຫວ່າງເຂົ້າໄປໃນ photodiode ຫຼາຍຂຶ້ນ. ຈາກນັ້ນ photodiode ຈະດູດຊຶມແສງແລະປ່ຽນເປັນໄຟຟ້າ. ປະລິມານຂອງປະໂຫຍດທີ່ເກີດຂຶ້ນແມ່ນຂຶ້ນຢູ່ກັບຄວາມເຂັ້ມແຂງຂອງແສງ. ບ່ອນ ທີ່ ແຈ່ມ ໃສ ຈະ ສ້າງ ພະລັງ ຫລາຍ ຂຶ້ນ, ໃນ ຂະນະ ທີ່ ບ່ອນ ມືດ ຈະ ຜະລິດ ຫນ້ອຍ ລົງ. ໃນໄລຍະການເປີດເຜີຍ, ແຕ່ລະpixelຈະເກັບຄ່າໃຊ້ຈ່າຍ. ຫລັງ ຈາກ ການ ເປີດ ເຜີຍ ສິ້ນ ສຸດ ລົງ, transistor ທີ່ ຕັ້ງ ຄືນ ໃຫມ່ ຈະ ມ້ຽນ ມັດ charge ກ່ອນ ນັ້ນ ເພື່ອ ຕຽມ ພ້ອມ ສໍາ ລັບ ວົງ ຈອນ ການ ຈັບ ຄັ້ງ ຕໍ່ ໄປ. ຈາກນັ້ນສັນຍານໄຟຟ້າທີ່ເກັບໄວ້ຈະຖືກຂະຫຍາຍພາຍໃນ pixel. ການ ຂະຫຍາຍ ໃນ ທ້ອງ ຖິ່ນ ນີ້ ຈະ ເພີ່ມ ຄວາມ ເຂັ້ມ ແຂງ ໃຫ້ ແກ່ ສັນຍານ ກ່ອນ ມັນ ຈະ ຖືກ ສົ່ງ ອອກ ໄປ ເພື່ອ ຂະ ບວນການ ຕໍ່ ໄປ.
Sensor ອ່ານ ສັນຍານ pixel ເທື່ອ ລະ ເລັກ ເທື່ອ ລະ ນ້ອຍ ໃນ ການ ອອກ ແບບ ສ່ວນ ຫລາຍ, ວິທີ ທີ່ ເອີ້ນ ວ່າ rolling shutter. Sensor ບາງ ຢ່າງ ໃຊ້ global shutter, ບ່ອນ ທີ່ pixels ທັງ ຫມົດ ຖືກ ຈັບ ໃນ ເວລາ ດຽວ ກັນ. ສັນຍານ analog ຈາກ pixel ຈະ ເຄື່ອນ ຍ້າຍ ຜ່ານ ຫມວດ ແຖວ ແລະ ໄປ ເຖິງ ເຄື່ອງ ປ່ຽນ ແປງ analog-to-digital (ADC). ADC ປ່ຽນแรงดัน analog ໃຫ້ເປັນຄ່າ digital. ສັນຍານ digital ເຫລົ່າ ນີ້ ຈະ ຖືກ ສົ່ງ ໄປ ຫາ ເຄື່ອງ ຈັດ ຮູບ ພາບ, ບ່ອນ ທີ່ ມັນ ຖືກ ຈັດ ຕັ້ງ ເປັນ ໂຄງ ຮ່າງ ຂອງ ຮູບ ພາບ ທີ່ ຄົບ ຖ້ວນ.
ປະເພດຂອງ CMOS Image Sensors
Active Pixel Sensor (APS)
Active Pixel Sensor (APS) ແມ່ນການອອກແບບມາດຕະຖານ CMOS ທີ່ໃຊ້ໃນທຸກມື້ນີ້. ແຕ່ ລະ pixel ມີ photodiode ແລະ transistor ຫລາຍ ຢ່າງ ທີ່ ຂະຫຍາຍ ແລະ ຄວບ ຄຸມ ສັນຍານ ພາຍ ໃນ pixel ນັ້ນ. ເນື່ອງຈາກການຂະຫຍາຍເກີດຂຶ້ນໃນລະດັບ pixel, sensor APS ໃຫ້ການອ່ານທີ່ໄວຂຶ້ນແລະສຽງດັງຫນ້ອຍລົງ. ໂຄງສ້າງນີ້ຊ່ວຍປັບປຸງຄຸນນະພາບຂອງຮູບພາບແລະເພີ່ມປະສິດທິພາບໃນແສງສະຫວ່າງຕ່ໍາໂດຍການເພີ່ມຄວາມເຂັ້ມແຂງໃຫ້ແກ່ສັນຍານທີ່ອ່ອນແອໃນຕອນຕົ້ນຂອງຂະບວນການ.
ສະຖາປະນິກ APS ຂະຫຍາຍຕົວຢ່າງມີປະສິດທິພາບ ແລະ ສະຫນັບສະຫນູນຄວາມລະອຽດສູງ ແລະ ຮູບພາບຄວາມໄວສູງ. ມັນ ເປັນ ການ ອອກ ແບບ ທີ່ ສໍາຄັນ ໃນ ໂທລະສັບ ມື ຖື ສະ ໄຫມ ໃຫມ່, ກ້ອງຖ່າຍຮູບ digital, ລະບົບ ອຸດສະຫະ ກໍາ ແລະ ຮູບ ພາບ ລົດ.
Passive Pixel Sensor (PPS)
Passive Pixel Sensor (PPS) ແມ່ນການອອກແບບ CMOS ກ່ອນຫນ້ານີ້ທີ່ມີ transistor ຫນ້ອຍກວ່າໃນແຕ່ລະpixel. ໃນໂຄງສ້າງນີ້, ການຂະຫຍາຍຈະເກີດຂຶ້ນຢູ່ນອກ pixel array ໃນຫມວດທີ່ແບ່ງປັນ.
ເນື່ອງ ຈາກ ສັນຍານ ຕ້ອງ ເດີນທາງ ໄກ ກວ່າ ກ່ອນ ການ ຂະຫຍາຍ, ການ ອອກ ແບບ PPS ຈະ ມີ ສຽງ ດັງ ສູງ ແລະ ຄວາມ ໄວ ຂອງ ການ ອ່ານ ຊ້າ ລົງ. ເຖິງ ແມ່ນ ວ່າ ໂຄງ ຮ່າງ ຂອງ ມັນ ງ່າຍ ກວ່າ ແລະ ມີ ລາຄາ ແພງ ຫນ້ອຍ ກວ່າ ໃນ ການ ຜະລິດ, ແຕ່ ຄຸນ ນະ ພາບ ຂອງ ຮູບ ພາບ ແລະ ປະສິດທິພາບ ໃນ ແສງ ສະຫວ່າງ ກໍ ຈໍາກັດ. ເນື່ອງຈາກຂໍ້ບົກພ່ອງເຫຼົ່ານີ້, ເທັກໂນໂລຊີ PPS ສ່ວນຫຼາຍໄດ້ຖືກທົດແທນໂດຍ APS ໃນລະບົບຮູບພາບທີ່ທັນສະໄຫມ.
ໂຄງສ້າງ CMOS Image Sensor ທີ່ກ້າວຫນ້າ
Sensor CMOS ທີ່ສ່ອງແສງທາງຫຼັງ (BSI)
Sensor CMOS Backside-Illuminated (BSI) ປັບປຸງປະສິດທິພາບການເກັບແສງສະຫວ່າງໂດຍການຍ້າຍສາຍໂລຫະຢູ່ທາງຫຼັງ photodiode. ໃນໂຄງສ້າງທີ່ມີແສງສະຫວ່າງທາງຫນ້າຕາມປະເພນີ, ຊັ້ນທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ກັນຂອງໂລຫະຈະປິດບັງແສງສະຫວ່າງທີ່ເຂົ້າມາ.
ໃນ ການ ອອກ ແບບ ຂອງ BSI, silicon wafer ຖືກ ເຮັດ ໃຫ້ ບາງ ລົງ ແລະ ຫັນ ຫນ້າ ເພື່ອ ວ່າ ແສງ ສະຫວ່າງ ຈະ ເຂົ້າ ມາ ຈາກ ຂ້າງ ຫລັງ, ໄປ ເຖິງ photodiode ໂດຍ ກົງ ໂດຍ ບໍ່ ຕ້ອງ ຜ່ານ ຊັ້ນ. ສິ່ງນີ້ເພີ່ມປະສິດທິພາບ quantum, ປັບປຸງຄວາມຮູ້ສຶກຂອງແສງສະຫວ່າງຕ່ໍາ ແລະ ອະນຸຍາດໃຫ້ມີຂະຫນາດຂອງ pixel ນ້ອຍກວ່າໃນຂະນະທີ່ຮັກສາຄຸນນະພາບຂອງຮູບພາບ. ບັດ ນີ້ BSI ຖືກ ນໍາ ໃຊ້ ຢ່າງ ກວ້າງ ຂວາງ ໃນ ລະບົບ ຮູບ ພາບ ນ້ອຍໆ ແລະ ຄວາມ ລະອຽດ ສູງ ບ່ອນ ທີ່ ຄວາມ ຮູ້ສຶກ ໄວ ແລະ ຄວາມ ຫນາ ແຫນ້ນ ຂອງ pixel ເປັນ ສິ່ງ ສໍາຄັນ.
Sensor CMOS ທີ່ຊັດເຈນ
Stacked CMOS sensor ແຍກ pixel array ແລະ ຫມວດ processing ເປັນ ຊັ້ນ semiconductor ທີ່ ແຕກ ຕ່າງ ກັນ ທີ່ ຕິດ ຕໍ່ ກັນ.
ຊັ້ນເທິງມີແສງແດດ, ໃນຂະນະທີ່ຊັ້ນລຸ່ມຮັບມືກັບການດໍາເນີນສັນຍານ, ຄວາມຊົງຈໍາ ແລະ ຫນ້າທີ່ການຄວບຄຸມ. ການແຍກນີ້ອະນຸຍາດໃຫ້ແຕ່ລະຊັ້ນໄດ້ຮັບການປັບປຸງຢ່າງອິດສະຫຼະ, ເພີ່ມຄວາມໄວໃນການອ່ານແລະເຮັດໃຫ້ມີອັດຕາຮູບພາບສູງ. ສະຖາປະນິກທີ່ຊັດເຈນເຈາະຈົງໃສ່ການລວມໂຄງສ້າງແລະປະສິດທິພາບໃນຂະບວນການພາຍໃນ chip sensor.
Performance Parameters of CMOS Image Sensor
ປະສິດທິພາບຂອງ sensor ຮູບພາບ CMOS ຖືກກໍານົດໂດຍຄຸນລັກສະນະທາງໄຟຟ້າແລະສາຍຕາຫຼາຍຢ່າງ. ປັດໄຈເຫຼົ່ານີ້ກໍານົດຄວາມແຈ່ມແຈ້ງຂອງຮູບພາບ, ຄວາມຮູ້ສຶກຂອງແສງ, ພຶດຕິກໍາຂອງສຽງດັງ, ຄວາມໄວ ແລະ ຄຸນນະພາບຂອງສັນຍານໂດຍລວມ.
ປັດໄຈດ້ານການດໍາເນີນງານ
• Pixel Size and Pixel Pitch – Pixel pitch ຫມາຍເຖິງໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງຈຸດໃຈກາງຂອງ pixels ທີ່ຢູ່ໃກ້ໆກັນ. pixels ທີ່ໃຫຍ່ກວ່າຈະຈັບແສງສະຫວ່າງໄດ້ຫຼາຍຂຶ້ນ, ປັບປຸງປະສິດທິພາບໃນແສງສະຫວ່າງຕໍ່າ ແລະ ລົດສຽງດັງ. pixels ນ້ອຍກວ່າຈະເພີ່ມຄວາມລະອຽດພາຍໃນຂະຫນາດ sensor ທີ່ຫມັ້ນຄົງ.
• Full Well Capacity (FWC) – ສິ່ງນີ້ວັດແທກປະລິມານສູງສຸດທີ່ pixel ສາມາດເກັບໄວ້ກ່ອນຄວາມอิ่มตัว. ຄວາມສາມາດເຕັມທີ່ສູງກວ່າຈະເພີ່ມຂອບເຂດທີ່ເຂັ້ມແຂງແລະຊ່ວຍຮັກສາລາຍລະອຽດຂອງຈຸດເດັ່ນ.
• ອ່ານສຽງດັງ – ອ່ານສຽງດັງມາຈາກຫມວດເອເລັກໂຕຣນິກໃນລະຫວ່າງການປ່ຽນສັນຍານ. ສຽງ ອ່ານ ທີ່ ຕ່ໍາ ກວ່າ ຈະ ເພີ່ມ ຄວາມ ແຈ່ມ ແຈ້ງ ຂອງ ຮູບ ພາບ, ໂດຍ ສະ ເພາະ ໃນ ສະ ພາບ ການ ທີ່ ມີ ຄວາມ ສະ ຫວ່າງ ຫນ້ອຍ.
• ກະ ແສ ມືດ - ກະ ແສ ມືດ ເປັນ charge ທີ່ ບໍ່ ຕ້ອງການ ທີ່ ເກີດ ຂຶ້ນ ເຖິງ ແມ່ນ ວ່າ ບໍ່ ມີ ແສງ ສະຫວ່າງ. ມັນເພີ່ມຂຶ້ນຕາມອຸນຫະພູມແລະມີຜົນກະທົບຕໍ່ການເປີດເຜີຍເປັນເວລາດົນນານ.
• Dynamic Range – Dynamic range ກໍານົດຄວາມສາມາດທີ່ຈະຈັບລາຍລະອຽດທັງໃນຂອບເຂດທີ່ແຈ້ງແລະມືດພາຍໃນພາບດຽວກັນ. ຂອບເຂດທີ່ສູງກວ່າຈະເຮັດໃຫ້ຮູບພາບທີ່ສົມດຸນຫຼາຍຂຶ້ນ.
ວັດແທກການດໍາເນີນງານທາງດ້ານເຕັກນິກທີ່ກ້າວຫນ້າ
| พารามิเตอร์ | ຂອບເຂດທໍາມະດາ | ສິ່ງ ທີ່ ມັນ ວັດ ແທກ | ເປັນຫຍັງມັນຈຶ່ງສໍາຄັນ |
|---|---|---|---|
| Pixel Pitch | 0.8 μm – 6 μm | ໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງຈຸດໃຈກາງ pixel | ມີອິດທິພົນຕໍ່ຄວາມລະອຽດແລະຄວາມສົມດຸນຂອງຄວາມຮູ້ສຶກ |
| ປັດໄຈເຕັມ | 50% – 90% | ອັດຕາສ່ວນຮ້ອຍຂອງພື້ນທີ່ pixel ທີ່ຮູ້ສຶກໄວຕໍ່ແສງສະຫວ່າງ | ຄຸນຄ່າທີ່ສູງກວ່າຈະປັບປຸງປະສິດທິພາບການເກັບທ້ອນ photon |
| ປະສິດທິພາບ Quantum (QE) | 40% – 90% | ອັດຕາສ່ວນຂອງ photon ທີ່ປ່ຽນແປງຕໍ່ແສງແດດທີ່ເກີດຂຶ້ນ | ກໍານົດຄວາມຮູ້ສຶກຂອງແສງສະຫວ່າງ |
| ຄວາມສາມາດເຕັມທີ່ຂອງນໍ້າສ້າງ | 5,000 – 100,000 ເອເລັກໂຕຣອນ | ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍສູງສຸດຕໍ່ pixel | ຜົນກະທົບ dynamic range |
| Dynamic Range | 60 – 120 dB | ອັດຕາສ່ວນລະຫວ່າງສັນຍານຕ່ໍາສຸດແລະສູງສຸດ | ມີຜົນກະທົບຕໍ່ລາຍລະອຽດຂອງເງົາ |
| ອ່ານ ສຽງ ດັງ | 1 – 5 ເອເລັກໂຕຣອນ (CMOS ສະໄຫມໃຫມ່) | ສຽງ ດັງ ທີ່ ຖືກ ແນະນໍາ ໃນ ລະຫວ່າງ ການ ອ່ານ | ຄ່າທີ່ຕ່ໍາກວ່າຈະປັບປຸງຄວາມແຈ່ມແຈ້ງໃນແສງສະຫວ່າງຕ່ໍາ |
| ກະ ແສ ມືດ | < 100 pA/cm² (ອຸນຫະພູມຫ້ອງຕາມປົກກະຕິ) | charge ທີ່ເກີດຂຶ້ນໂດຍບໍ່ມີແສງສະຫວ່າງ | ມີອິດທິພົນຕໍ່ຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງການເປີດເຜີຍດົນນານ |
| ຜົນ ປະ ໂຫຍດ ຂອງ ການ ປ່ຽນ ໃຈ ເຫລື້ອມ ໃສ | 50 – 200 μV/e⁻ | Voltage ຕໍ່ເອເລັກໂຕຣອນທີ່ເກັບລວບລວມ | ມີຜົນກະທົບຕໍ່ປະສິດທິພາບການຂະຫຍາຍສັນຍານ |
| ອັດຕາສ່ວນສັນຍານຕໍ່ສຽງ (SNR) | 30 – 50 dB ປົກກະຕິ | ອັດຕາສ່ວນຂອງຄວາມເຂັ້ມແຂງຂອງສັນຍານຕໍ່ສຽງ | ບົ່ງບອກຄຸນນະພາບຂອງຮູບພາບໂດຍລວມ |
| ຄວາມເລິກຂອງບິດ | 10-bit – 16-bit | ຈໍານວນຂອງລະດັບຄວາມສະຫວ່າງແບບ digital | ຄວາມເລິກທີ່ສູງກວ່າຈະປັບປຸງລະດັບສຽງ |
| ອັດຕາຮູບພາບ | 30 – 1000+ fps | ຮູບພາບທີ່ຈັບໄດ້ຕໍ່ວິນາທີ | ກໍານົດຄວາມສາມາດໃນການຈັບການເຄື່ອນໄຫວ |
| ປະເພດ Shutter | Rolling ຫຼື Global | ກົນໄກການອ່ານ | ມີຜົນກະທົບຕໍ່ພຶດຕິກໍາການບິດເບືອນການເຄື່ອນໄຫວ |
CMOS vs. CCD Image Sensors
| ລັກສະນະ | CMOS Sensor | CCD Sensor |
|---|---|---|
| ການປ່ຽນແປງສັນຍານ | Analog at pixel, ສ່ວນ ຫລາຍ ຈະ ເປັນ digitalized on-chip | Analog output, ຕ້ອງການ ADC ພາຍນອກ |
| ການໃຊ້ພະລັງງານ | ຕ່ໍາ | ສູງກວ່າ |
| ລະດັບສຽງ | ພໍດີ, ປັບປຸງດ້ວຍເຕັກໂນໂລຊີ | ຕາມ ປະ ເພນີ ຕ່ໍາ ກວ່າ |
| ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍການຜະລິດ | ລຸ່ມ | ສູງກວ່າ |
| ການລວມເຂົ້າກັນ | ການປັບປຸງສັນຍານທີ່ລວມເຂົ້າກັບ on-chip | ຈໍາເປັນຕ້ອງມີຂະບວນການພາຍນອກ |
| ຄວາມ ໄວ | ສູງ | ພໍ ສົມ ຄວນ |
| ໂປຣເເກຣມ | ໂທລະສັບມືຖື, ລົດ, ອຸດສະຫະກໍາ | ຮູບພາບທາງວິທະຍາສາດ, ກ້ອງຖ່າຍຮູບຖ່າຍທອດ |
ข้อดีແລະข้อเสียຂອງ CMOS Image Sensor
ข้อดี
• ການໃຊ້ພະລັງງານຕໍ່າ
• ຄວາມສາມາດໃນການລວມເຂົ້າກັນສູງ
• ຄວາມໄວໃນການອ່ານໄວ
• ຫລຸດລາຄາການຜະລິດ
• ການຂະຫຍາຍຄວາມແກ້ໄຂທີ່ປັບປຸງໄດ້
• ສະຫນັບສະຫນູນການປັບປຸງ HDR ທີ່ກ້າວຫນ້າ
ຂໍ້ບົກພ່ອງ
• ການບິດເບືອນຂອງປິດໃນບາງຮູບແບບ
• ປະສິດທິພາບຂອງສຽງແຕກຕ່າງກັນໄປຕາມສະຖາປະນິກ
• ຄວາມຮູ້ສຶກຮ້ອນໃນອຸນຫະພູມສູງ
ແນວໂນ້ມໃນອະນາຄົດຂອງ CMOS Image Sensors
ການພັດທະນາ sensor ຮູບພາບ CMOS ສືບຕໍ່ເອົາໃຈໃສ່ໃນການປັບປຸງຄວາມຮູ້ສຶກ, ຄວາມໄວຂອງການດໍາເນີນງານ ແລະ ການລວມເຂົ້າກັນໃນລະດັບລະບົບ. ການ ຊີ້ ນໍາ ທີ່ ສໍາຄັນ ແມ່ນ ຮ່ວມ ດ້ວຍ:
• ຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງ pixel ທີ່ສູງກວ່າ – ເພີ່ມຄວາມລະອຽດພາຍໃນ module ຂະຫນາດນ້ອຍໃນຂະນະທີ່ຮັກສາລະດັບສຽງທີ່ຍອມຮັບໄດ້.
• ການອອກແບບທີ່ເພີ່ມທະວີຂຶ້ນ – ຂະຫຍາຍການລວມເຂົ້າກັນຫຼາຍຊັ້ນເພື່ອລວມເອົາຄວາມຊົງຈໍາໃນຊິບແລະຂະບວນການຄຽງຄູ່ກັນທີ່ໄວຂຶ້ນ.
• ປັບປຸງເຕັກນິກ HDR – ປັບປຸງວິທີການ multi-exposure ແລະ dual-gain ເພື່ອການຈັດການກັບຄວາມແຕກຕ່າງທີ່ດີຂຶ້ນ.
• AI-enabled on-sensor processing – ການຝັງຫນ້າທີ່ການວິເຄາະຮູບພາບທີ່ເບົາບາງເພື່ອຫລຸດຜ່ອນພາລະຫນັກຂອງໂປຣແກຣມພາຍນອກ.
• ຂະຫຍາຍປະສິດທິພາບໃກ້ infrared – ປັບປຸງຄວາມຮູ້ສຶກໄວເກີນກວ່າຂະຫນາດທີ່ເຫັນໄດ້ສໍາລັບການສັງເກດຄວາມເລິກແລະພາບຂອງເຄື່ອງຈັກ.
• ຄວາມໄວ້ວາງໃຈໃນລະດັບລົດ – ເພີ່ມຄວາມທົນທານພາຍໃຕ້ການສັ່ນສະເທືອນ, ການປ່ຽນແປງຂອງອຸນຫະພູມ ແລະ ສະພາບການຮັບໃຊ້ທີ່ຍາວນານ.
• ເທັກໂນໂລຊີການແພັກເກດທີ່ກ້າວຫນ້າ – ການໃຊ້ແພັກເກດໃນລະດັບ wafer ເພື່ອຫລຸດຜ່ອນຄວາມຫນາຂອງmodule ແລະ ປັບປຸງປະສິດທິພາບໄຟຟ້າ.
ການສະຫລຸບ
CMOS image sensors ລວມເອົາການກວດສອບແສງສະຫວ່າງ, ການປັບປຸງສັນຍານ ແລະ ການປ່ຽນແປງທາງດ້ານຄອມພິວເຕີພາຍໃນໂຄງສ້າງ semiconductor ທີ່ຂະຫນາດນ້ອຍ. ໂຄງສ້າງທີ່ພັດທະນາຂຶ້ນ, ການປັບປຸງປະສິດທິພາບ ແລະ ການນໍາໃຊ້ທີ່ກວ້າງຂວາງຂອງເຂົາເຈົ້າຍັງຫລໍ່ຫຼອມເຕັກໂນໂລຊີຮູບພາບໃນອຸດສະຫະກໍາຕ່າງໆ. ໂດຍການເຂົ້າໃຈຫຼັກການເຮັດວຽກ, ປັດໄຈການອອກແບບ ແລະ ມາດຕະຖານການຄັດເລືອກ, ມັນຈະງ່າຍຂຶ້ນທີ່ຈະປະເມີນຄວາມສາມາດໃນການດໍາເນີນງານ ແລະ ຄວາມສອດຄ່ອງກັບລະບົບໃນໄລຍະຍາວ.
ຄໍາຖາມທີ່ຖາມເລື້ອຍໆ [FAQ]
ປະສິດທິພາບ quantum ໃນ sensor ຮູບພາບ CMOS ແມ່ນຫຍັງ?
Quantum efficiency (QE) ວັດແທກວ່າປະສິດທິພາບຂອງ sensor CMOS ປ່ຽນແສງທີ່ເຂົ້າມາເປັນປະໂຫຍດໄຟຟ້າ. QE ທີ່ສູງກວ່າຫມາຍຄວາມວ່າແສງສະຫວ່າງຫຼາຍຂຶ້ນຖືກຈັບແລະປ່ຽນເປັນສັນຍານທີ່ໃຊ້ໄດ້, ປັບປຸງປະສິດທິພາບໃນແສງສະຫວ່າງຕ່ໍາ ແລະ ຄວາມແຈ່ມແຈ້ງຂອງຮູບພາບໂດຍລວມ. QE ໄດ້ຮັບຜົນກະທົບຈາກການອອກແບບ pixel, ໂຄງສ້າງ photodiode ແລະ ໂຄງສ້າງ sensor ເຊັ່ນ ເທັກ ໂນ ໂລ ຈີ BSI.
ອັນໃດເປັນສາເຫດຂອງສຽງດັງແບບແຜນທີ່ຫມັ້ນຄົງໃນเซ็นเซอร์ CMOS?
Fixed pattern noise (FPN) ເກີດຂຶ້ນເມື່ອແຕ່ລະpixelຕອບສະຫນອງຕໍ່ລະດັບຄວາມສະຫວ່າງດຽວກັນ. ຄວາມ ແຕກ ຕ່າງ ເຫລົ່າ ນີ້ ມາ ຈາກ ຄວາມ ແຕກ ຕ່າງ ເລັກ ນ້ອຍ ໃນ ພຶດຕິ ກໍາ ຂອງ transistor ຫລື ຄວາມ ບໍ່ ສອດຄ່ອງ ຂອງ ການ ຜະລິດ. Sensor CMOS ສະໄຫມໃຫມ່ຫລຸດຜ່ອນ FPN ຜ່ານການແກ້ໄຂ on-chip, ການສໍາຫຼວດສອງຢ່າງທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັນ ແລະ algorithm ການແກ້ໄຂທາງດ້ານຄອມພິວເຕີ.
ຂະຫນາດຂອງ sensor ມີຜົນກະທົບແນວໃດຕໍ່ຄຸນນະພາບຂອງຮູບພາບ?
ຂະຫນາດ sensor ທີ່ ໃຫຍ່ ກວ່າ ຈະ ເກັບ ເອົາ ແສງ ສະຫວ່າງ ທັງ ຫມົດ ຫລາຍ ກວ່າ ເພາະ ມັນ ມີ ພື້ນ ທີ່ ໃຫຍ່ ກວ່າ. ສິ່ງນີ້ຈະປັບປຸງຄວາມເຂັ້ມແຂງຂອງສັນຍານ, ລົດສຽງດັງ, ແລະ ເພີ່ມຂອບເຂດການເຄື່ອນໄຫວ. ຂະຫນາດ ຂອງ sensor ຍັງ ມີ ຜົນ ກະທົບ ຕໍ່ ຄວາມ ເລິກ ຂອງ ທົ່ງ ແລະ ຄວາມ ສາມາດ ຂອງ ແວ່ນ ຕາ, ເຮັດ ໃຫ້ ມັນ ເປັນ ປັດໄຈ ສໍາຄັນ ໃນ ປະສິດທິພາບ ຂອງ ຮູບ ພາບ ໂດຍ ທົ່ວ ໄປ.
color filter array (CFA) ໃນ CMOS image sensor ແມ່ນຫຍັງ?
Color filter array (CFA) ແມ່ນຊັ້ນທີ່ມີແບບແຜນທີ່ວາງໄວ້ຢູ່ເທິງ pixel array ທີ່ອະນຸຍາດໃຫ້ແຕ່ລະpixelຈັບຂໍ້ມູນສີສະເພາະເຈາະຈົງ ໂດຍປົກກະຕິແລ້ວເປັນສີແດງ, ສີຂຽວ ຫຼື ສີຟ້າ. ແບບ ແຜນ ທີ່ ທໍາ ມະ ດາ ຫລາຍ ທີ່ ສຸດ ແມ່ນ ເຄື່ອງ ຕອງ Bayer. ຈາກນັ້ນ ຜູ້ຈັດການຮູບພາບຈະລວມຂໍ້ມູນ pixel ເພື່ອສ້າງຮູບພາບທີ່ມີສີເຕັມ.
ຄວາມເລິກຂອງ bit ມີຜົນກະທົບແນວໃດຕໍ່ຜົນອອກຂອງเซ็นเซอร์ຮູບພາບ CMOS?
ຄວາມ ເລິກ ຂອງ bit ກໍານົດ ວ່າ ມີ ຈັກ ລະ ດັບ digital ທີ່ ໃຊ້ ເພື່ອ ສະ ແດງ ຄວາມ ສະຫວ່າງ ໃນ ແຕ່ ລະ pixel. ຍົກຕົວຢ່າງ, sensor 12-bit ສາມາດສະແດງເຖິງ 4,096 ລະດັບສຽງຕໍ່pixel. ຄວາມເລິກຂອງ bit ທີ່ສູງກວ່າຈະປັບປຸງຄວາມສະດວກຂອງສຽງ, ເພີ່ມການສະແດງຂອບເຂດທີ່ເຄື່ອນໄຫວ ແລະ ຮັກສາລາຍລະອຽດຫຼາຍຂຶ້ນໃນຈຸດເດັ່ນ ແລະ ເງົາ.
