Pirma, PZZ principą su idėja sutaupyti, o paskui nuskaityti elektroninį krūvį du BELL Corporation inžinieriai sugriovė, pavyzdžiui, septintajame dešimtmetyje, pirmą kartą ieškodami naujų tipų atmintis EOM, pakeičianti atmintį ant ferito žiedų (takabula 'yat). Ši idėja pasirodė neperspektyvi, tačiau buvo pažymėta silicio gebėjimas reaguoti į matomą vibracijos spektrą ir idėja pergalėti jo vystymosi nabulo vaizdo apdorojimo principą.

Pažvelkime į termino dekodavimą.

Santrumpa PCD reiškia „Fix with a charge link“ – šis terminas panašus į anglišką „Charge-Coupled Devices“ (CCD).

Tokio tipo jungiamųjų detalių Danijoje gali būti daugiau platus kolo sustokite ties įvairiais optoelektroniniais vaizdo registravimo priedais. Mums reikia skaitmeninių fotoaparatų, vaizdo kamerų, skaitytuvų.

Į ką atsižvelgiama į PZZ imtuvą puikaus laidininko fotodiodo pavidalu, ką jame yra šviesai jautrus maidančikas ir du elektriniai kontaktai, skirti paimti elektrinį signalą?

Perche, tokie šviesai jautrūs maidančikai (dažnai vadinami pikseliais – elementai, kurie priima šviesą ir transformuoja ją elektros krūviu) PZZ imtuve yra dar turtingesni, nuo kelių tūkstančių iki kelių šimtų tūkstančių ir kelių šimtų tūkstančių. Tačiau okremikh pikselių išsiplėtimas gali būti nuo 1 iki dešimčių mikronų. Pikseliai gali būti vibruojami vienoje eilutėje – arba imtuvas vadinamas PZZ linija, arba panašias eilutes galima išdėstyti sklypo paviršiuje – bet kuris imtuvas vadinamas PZZ matrica.

Raztashuvannya svіtlopriymalnyh elementіv (mėlynos spalvos stačiakampiai) PZZ linijose ir PZZ matricose.

Kitu būdu PZZ imtuvas, panašus į mikroschemą, turi daug elektrinių kontaktų, skirtų elektros signalams perduoti, kurie, neva, turėtų eiti per odos šviesai jautrų elementą. Tada prie PZZ imtuvo prijungiama elektroninė grandinė, kuri leidžia iš odos šviesai jautraus elemento skleisti jo apšvietimui proporcingą elektrinį signalą.

PZZ funkciją galima apibūdinti taip: šviesai jautrus odos elementas – pikselis – veikia kaip elektronikos lobis. Elektronika gaunama iš pikselių pagal šviesos antplūdį, gaunamą iš dzherelio. Po iš anksto nustatyto intervalo odinis pikselis žingsnis po žingsnio pripildomas elektronų proporcingai šviesos kiekiui, kurį išgėrė nauja, kaip vėjas, valandai padėtas į gatvę. Pasibaigus tam tikrai valandai, odos pikselio sukauptas elektros krūvis laidu perduodamas į įrenginio „išorę“ ir žūva. Viskas vertinga dėl kristalo šviesos struktūros, kurioje yra išstumti šviesai jautrūs elektros valdymo grandinės elementai.

Praktiškai PZZ matrica veikia taip pat. Після експонування (засвічування зображенням, що проектується) електронна схема управління приладом подає на нього складний набір імпульсних напруг, які починають зрушувати стовпці з накопиченими в пікселях електронами до краю матриці, де знаходиться аналогічний вимірювальний ПЗЗ-реєстр, заряди в якому зрушуються вже в перпендикулярному на vimiruvalny elementas, sukuriantis naujus signalus, proporcingus dešimčiai įkrovų. Tokiu būdu odos atakos momentui galime paimti sukaupto krūvio ir paklaidos reikšmę, į kurį matricos pikselį (eilutės numerį ir stulpelio numerį) galime atsižvelgti.

Trumpai apie proceso fiziką.

Burbuolei reikšminga tai, kad CCD yra laikomi vadinamosios funkcinės elektronikos prototipais, kurių negalima vertinti kaip keturių radijo elementų – tranzistorių, palaikančių tuos kondensatorius, rinkinio. Pagrindas yra mokesčio nuorodos principas. Įkrovimo jungties principas vicoristovuє du vidomі z elektrostatinė padėtis:

1. apmokestinami vienkartiniai mokesčiai,
2. įkrauti pragmatiškai roztashuvatisya ten, kur potenciali energija yra minimali. Tobto. grubiai - "riba shukaє ten, de glibshe".

Dėl burbuliukų uyavimo sobi MOS kondensatorius (MOS - greitai tekantis metalo oksido laidininkas). Tse, kurie liko be MOS tranzistoriaus, todėl paimkite naują lazdelę ir ritę, kad tai būtų tik elektrodas, vanduo-silicis silicyje su dielektriniu kamuoliuku. Dainavimui svarbu, kad dirigentas būtų p tipo, todėl diroko koncentracija vienodai svarbiuose protuose yra turtingesnė (keliomis eilėmis) daugiau, žemesnių elektronų. Elektroje „laukinis“ vadinamas krūviu, atvirkštiniu elektrono krūviu, tai yra. teigiamas krūvis.

Ko norėtumėte pritaikyti teigiamą potencialą tokiam elektrodui (jis vadinamas sklende)? Elektrinis laukas, sukurtas sklendės, prasiskverbiantis į silicio plyšio dielektriką, pučiantis rukhli dirką; z'yavlyaєtsya zbіdnena sritis - sevny obsyag silicio, vіlny vіd pagrindinės nosys. Pagal užpildo trinkelių parametrus, tipiškas PZZ, ploto gylis turėtų būti arti 5 mikronų. Navpaki, elektronika, kuri čia vadinama po šviesa, traukiasi prie sklendės ir kaupiasi ant tarpinės silicio oksido dispersijos be vidurio po sklende, todėl patenka į potencialų šulinį (1 pav.).

Ryžiai. vienas
Galimi tarpai su papildoma įtampa į užraktą

Su visa pasaulio elektronika, kaupimasis duobėje dažnai neutralizuoja elektrinį lauką, kurį laidininke sukuria sklendė, ir žalą galima visiškai kompensuoti, todėl visas elektrinis laukas patenka tik ant dielektriko, o viskas apsisuka, apsisukti suskaldo ploną elektronų rutulį.

Dabar iš sklendės įkraukime dar vieną sklendę, ir naujai taikomas teigiamas potencialas, be to, didesnis, žemesnis (2 pav.). Jei uždarysite tarpus, jų potencialai susijungs, o elektronai, esantys toje pačioje potencialo skylėje, kaip „glibša“ išeis į aikštę.
Ryžiai. 2
Dviejų uždarų langinių potencialių šulinių sutapimas. Krūvis teka į tas vietas, de potencialią glibšos duobę.

Dabar gali būti aišku, kad jeigu galime uždaryti langines, tai, tiekiant joms maitinimą, galima jas valdyti, perkelti įkrovos paketo lokalizaciją tokiai konstrukcijai. Stebuklinga PZZ galia – savaiminio nuskaitymo galia – pagrįsta tuo, kad lancetinėms langinėms valdyti pakanka trijų laikrodžio padangų. (Elektronikos terminas autobusas yra elektros srovės laidininkas, jungiantis to paties tipo elementus, laikrodžio magistralė - laidininkai, per kuriuos perduodama fazinė įtampa.) Tiesą sakant, įkrovos paketams perduoti yra būtina ir pakanka. turėti tris elektrodus, vieną su vienu perdavimu, kuris padalija priėmimo ir perdavimo poras į vieną, be to, tuos pačius tokių trynukų elektrodus po vieną galima sujungti į vieną laikrodžio magistralę, o tai reiškia tik vieną išorinį perdavimą (pav. . 3).

Ryžiai. 3
Paprasčiausias trifazis PZZ registras.
Krūvis odos potencialo skylėje yra skirtingas.

Tse ir є paprasčiausias trifazis registras zsuvu PZZ. Tokio registro ciklo diagramos parodytos fig. 4.

Ryžiai. 4
Trifazio registro tvarkymo ciklo diagramos yra trys vingiai, sulaužyti 120 laipsnių kampu.
Keičiant potencialus, keičiami ir krūviai.

Matyti, kad dėl naujo normalus darbas skin momentu laikas, kai naudojama viena laikrodžio magistralė, yra dėl didelio potencialo, o kai naudojamas vienas, kaltas mažas potencialas (barjerinis potencialas). Vienoje magistralėje padidinus potencialą, o kitą nuleidus (pirmyn) atliekamas vienos valandos visų įkrovimo paketų perkėlimas į antrinius vartus, o kitam ciklui (vienas ciklas ant odos fazės magistralės) – įkrovimo paketų perkėlimas. iš registrų atliekama vienam elementui.

Įkrovimo paketų lokalizavimui šalia skersinės tiesės suformuojami vadinamieji stabdymo kanalai - siauros jungtys su padidinta pagrindinio švyturio koncentracija, kurios turėtų eiti išilgai perdavimo kanalo (5 pav.).

Ryžiai. 5.
Registro vaizdas "deginti".
Perdavimo kanalas bloke yra tiesiogiai apsuptas sustojimo kanalų.

Dešinėje, atsižvelgiant į tai, kad švyturio koncentracija yra atsigulti, ypač spaudžiant po juo esančią langinę, plotas uždaromas (šis parametras yra ne kas kita, kaip MOS konstrukcijos ribinis įtempis). Iš intuityvaus supratimo buvo aišku, kad kuo didesnė namo koncentracija, tuo didesnė energija prie laidininko, tuo svarbiau juos nunešti į gelmes, tuo didesnė įtempių riba arba esant tokiai pačiai įtampai. , tuo mažesnis potencialas.

problemų

Kalbant apie skaitmeninių prietaisų pasirinkimą, keičiant parametrus visoje plokštėje, galite pasiekti daugybę kartų be pertraukos įrenginių parametruose (roboto svarstyklės su diskretiniais įtampos lygiais), tada PZZ pakeiskite, tarkime, koncentraciją. ant namo, kuris yra . Tai prideda savo problemų prie kristalo augimo, o rezervavimo neįmanoma, kaip BIS atmintis, ir net sugedę namai lemia viso kristalo nepritaikymą.

Podbag

Skirtingi PZZ matricos pikseliai technologiškai daro skirtingą jautrumą šviesai, todėl skirtumą būtina koreguoti.

Skaitmeniniams CMA ši korekcija vadinama automatinio stiprinimo valdymo (AGC) sistema

Kaip veikia AGC sistema

Dėl paprastumo nenagrinėkime to išsamiau. Tarkime, kad CCD mazgo ADC išvestis yra lygi potencialų lygybėms. Tarkime, kad 60 yra baltos spalvos vidurys.

1. PZZ linijos odos pikselio vertė apskaičiuojama, kai apšviečiama standartine balta šviesa (o rimtesniems įrenginiams - ir nuskaitoma „juoda lygi“).
2. Vertė lyginama su atskaitos lygiu (pavyzdžiui, vidurkiu).
3. Skirtumas tarp paskutinių verčių ir atskaitos lygybės įsimenamas odos pikseliui.
4. Nadal, skenuojant odos pikselio skirtumas yra kompensuojamas.

AGC sistemos inicijavimas atliekamas kas antrą valandą nuo skaitytuvo sistemos inicijavimo. Atvirkščiai, pastebėjote, kad įjungus aparatą, po kitos valandos skaitytuvo vežimėlis pradeda palaipsniui judėti, sukdamas ruhi (dyad bіlya b/w kontrabanda). Visas AGC sistemos inicijavimo procesas. Sistema taip pat yra vrakhovu stan lampi (sena).

Taigi jūs išreiškėte pagarbą, kad maži MFP su spalvotu skaitytuvu uždegė trijų juodos spalvos lempą: juodą, mėlyną ir žalią. Tiesiog paryškinkime originalą. Jis buvo pritaikytas trumpam matricos jautrumo korekcijai, išskyrus RGB kanalus.

pivtoniv testas (ŠADĖJIMO TESTAS) leidžia inicijuoti inžinieriaus misijos procedūrą ir perteikti korekcijos prasmę į tikrus protus.

Pasistenkite į viską žiūrėti tikra, „kovine“ mašina. Kaip pagrindą imame platų ir populiarų įrenginį SAMSUNG SCX-4521 (Xerox Pe 220)

Būtina pažymėti, kad mūsų atveju CCD tampa CIS (Contact Image Sensor), tačiau esmė to, kas laikoma iš esmės, nesikeičia. Tiesiog šviesių dažų linijos nusėtos kaip dzherelo šviesa.

Tėvas:

Vaizdo signalas iš CIS gali būti artimas 1,2 ir būti įrenginio valdiklio (ADCP) ADC skyriuje (ADCP). Po SACP analoginis signalas CIS bus konvertuojamas į 8 bitų skaitmeninį signalą.

Procesorius, skirtas vaizdo apdorojimui SADC, pirmiausia tonų korekcijos funkcija, o tada gama korekcijos funkcija. Po šių duomenų pateikiami skirtingi moduliai, priklausomai nuo darbo režimo. Teksto režimu vaizdo duomenys patenka į LAT modulį, fotografavimo režimu vaizdo duomenys patenka į modulį "Klaidų sklaida", PC-Scan režimu vaizdo duomenys patenka tiesiai į kompiuterį per DMA prieigą.

Prieš pergales ant ekrano šlaito uždėkite švarių balto popieriaus arkų gabalėlį. Buvo aišku, kad priešais „wilizan“ buvo optika, juodai dūminė ir skenerio vozgalė dumplių viduryje.

1. Pasirinkite iš TECH MODE
2. Norėdami nuskaityti vaizdą, paspauskite ENTER mygtuką.
3. Po nuskaitymo bus pateiktas CIS SHADING PROFILIS. Tokio lapo pavyzdys parodytas žemiau. Ne obov'yazkovo, scho vin gali būti jūsų rezultato kopija, bet arti vaizdo.
4. Jei atvaizduotas vaizdas stipriai iškraipytas nuo mažylio rodomo vaizdo, vadinasi, CIS klysta. Pagarba pavadinti – arkos apačioje žiedas sako „Rezultatai: gerai“. Tse reiškia, kad nėra rimtų pretenzijų į CIS modulį sistemos. Priešingu atveju bus pateikti malonės rezultatai.

Rozdrukivka profilio pavyzdys:

Sėkmės tau!!

Remiantis SPbDU (LDU), SPbETU (LETI) ir Axl straipsnių ir paskaitų medžiaga. Diakuemo їm.

Medžiagą parengė V. Šelenbergas

Kietojo kūno fotoelektriniai keitikliai (TFEP) yra perdavimo EPT analogai.

TFEP švino burbuolės nuo 1970 m., apie CCD ir yra suformuoti patobulinus okremikh seredkіv, kad būtų pagaminti MIS-chi MOS struktūros kondensatoriai. Viena iš tokio elementaraus kondensatoriaus plokščių yra metalo lydymas M, kita - laidininko pamušalas P ( p- arba n-laidumas), dielektrikas D tarnauti kaip laidininkas, kuris yra taikomas plonu rutuliu ant pamušalo P. Kadangi pamušalas P yra zastosovuetsya silicis, legiruotas su akceptoriumi ( p-tipas) arba donoras ( n-tipo) namas, o jakas D - silicio oksidas SiO 2 (div. mal. 8.8).

Ryžiai. 8.8. MOS kondensatorius

Ryžiai. 8.9. Krūvių poslinkis veikiant elektriniam laukui

Ryžiai. 8.10. Trifazės PZZ sistemos principas

Ryžiai. 8.11. Krūvių judėjimas dviejų fazių PZZ sistemoje

Padėjus įtampą metaliniam elektrodui, po juo susidaro „šnibždesys“ arba potencialų duobė, kurioje gali „įsitempti“ nebazinė nosis (mūsų tipo elektronikoje), o pagrindinė nosis – dirka, valios nosies koncentracija gali būti didesnė nei pagrindinių. Netoli dielektrinio D pіdkladtsі P vinikaє іinversіyny rutulio, kuriame laidumo tipas pasikeičia į zvorotny.

Įkrovimo paketas PZZ gali būti įvestas elektros keliu arba generuojant šviesą. Sukuriant šviesą, fotoelektriniai procesai, kaip ir silicyje, gali sukelti nedidelį susidėvėjimą potencialiuose šuliniuose. Sukauptas įkrovimas proporcingas šviesumui ir sukauptai valandai. Nukreiptas įkrovos perkėlimas PZZ užtikrinamas išplečiant MOS-kondensatorius artimo nuotolio stoties aukšte viename, kad jų vibruojančios sritys persidengia ir potencializuojasi. Jei taip, toje vietoje, kur yra potenciali duobė, susikaupia smulkūs užtaisai.

Tegul krūvis po šviesos purslais kaupia krūvį po elektrodu U 1 (div. 8.9 pav.). Kas dabar yra ant suidny elektrodo U 2 įjunkite įtampą U 2 > U 1, tada nurodykite, kad atsirastų kita potenciali duobė, glibsha ( U 2 > U vienas). Tarp jų yra elektrinio lauko ir smulkių nosies (elektronikos) dreifo (apvirtimo) zona prie spiečiaus (pav. 8.9). Norint išjungti dvipusę krūvių perdavimo kryptį, elektrodų seka, sujungta į 3 elektrodų grupę (skyr. 8.10 pav.).

Jei, pavyzdžiui, krūvis kaupiasi po 4 elektrodu ir jį reikia perkelti į dešinę, tada dešinysis elektrodas 5 tiekiamas aukštesne įtampa ( U 2 > U 1) o krūvis teka bet kur ir pan.

Praktiškai visas elektros komplektas buvo sujungtas su trimis padangomis:

Aš - 1, 4, 7, ...

II - 2, 5, 8, ...

III – 3, 6, 9, ...

Mūsų vipad turi įtampą „Aš gausiu“ ( U 2) bus ant 2 ir 5 elektrodų, bet 2 elektrodas bus nuimtas nuo 4 elektrodo, įkrova bus išsaugota, 3 elektrodas (kuriam

U 3 = 0), srauto į kairę nebus.

Tritaktis robotas PZZ perkelia trijų elektrodų buvimą (vidutiniškai) į vieną TV vaizdo elementą, kuris keičia aikštės kvadratą, pergalingą šviesos srautu. Trumpam laiptuotai išliejama nemažai vidurinių (elektrodų) metalinių PZZ elektrodų ir dielektrinis rutulys (pav. 8.11). Tai leidžia, taikant elektrinius impulsus, sukurti įtampas skirtinguose jogos laukuose, kurių potencialas yra skirtingo gylio. Prie glybšo duobės iš sudid centro nuleidžiama daugiau krūvių.

Naudojant dviejų fazių PZZ sistemą, elektrodų skaičius (vidurkis) matricoje sumažėja trečdaliu, o tai maloniai rodo potencialo reljefo skaitymas.

PZZ pumpuras buvo pradurtas vikoristu surašymo technika kaip atminties priedas, registruojantis garsą. Įpurškimo diodas buvo uždėtas ant lanceto burbulo, kad į sistemą būtų įvestas krūvis, o lanceto gale - matomas diodas, n-p- arba p-n- pereikite prie MOS struktūrų, kurios naudojamos su pirmaisiais ir likusiais politranzistorių CCD strypų elektrodais (viduriais).

Tačiau neretai buvo sakoma, kad CCD yra jautresnis šviesai, todėl efektyviau ir efektyviau laimėti kaip šviesos imtuvą, o ne kaip priedą, kuris pamirštamas.

Kadangi PZZ matrica yra pergalinga kaip fotodetektorius, tada krūvis po kitu elektrodu gali būti kaupiamas optiniu metodu (šviesos įpurškimu). Galima sakyti, kad PZZ matricos iš esmės yra šviesai jautrūs analoginiai registrai. Šiandien PZZ nėra vikoristovuyutsya kaip atminties priedas (atmintis), o tik kaip fotodetektorius. Smarvė vikoristovuyutsya faksimiliniuose aparatuose, skaitytuvuose (PZZ linijos), kamerose ir vaizdo kamerose (PZZ matricose). Garsas prie televizoriaus kamerų vikoristovuyutsya vadinamasis CCD lustai.

Pripažinome, kad visi 100% krūvių persikelia į žarnyną. Tačiau praktiškai būtina reikalauti išlaidų. Vienas iš dzherel vtrat є "pastka", zdatnі zahopluvati kad utrimuvati deyaky valandos mokestį. Qi krūviai nepatenka į žarnyno žarnas, nes perdavimo greitis bus puikus.

Kita priežastis – pats mechanizmas. Pirmasis krūvio perdavimo momentas įvyksta stipriame elektriniame lauke – dreifas E. Tačiau nutrūkstančių krūvių pasaulyje lauko stiprumas mažėja, o dreifo procesas išnyksta, todėl likusi dalis pasislenka dėl difuzijos, 100 kartų daugiau dėl dreifo. Norėdami gauti likusią dalį, reiškia sumažinti swidcode. Drift suteikia daugiau nei 90% perdavimo. Ir vis dėlto likusi dalis vіdsotki є pagrindinės išlaidos.

Tegul vieno perdavimo ciklo perdavimo koeficientas yra didesnis k= 0,99, atsižvelgiant į ciklų skaičių, lygų N= 100, reikšmingas bendras perdavimo koeficientas:

0,99 100 = 0,366

Pasidaro akivaizdu, kad esant daugybei elementų, nereikšminga išlaidauti vienam elementui, labai svarbiam visam pistoletui.

Todėl informacija apie PZZ matricos įkrovimo pervedimų skaičiaus trumpumą yra ypač svarbi. Kam dviejų fazių PZZ matricoje krūvio perdavimo koeficientas bus didesnis, mažesnis trifazėje sistemoje.

Jutiklis - galvos elementas skaitmeninė kamera

Skaitmeninio vaizdo ar fotokameros širdis (jie žingsnis po žingsnio ištrinami tarp priedų tipų) yra šviesai jautrus jutiklis. Vіn transformavimas yra matoma šviesa ant elektros signalų, kurie yra perdirbami tolesniam apdorojimui papildomoms elektroninėms grandinėms. Iš vidurinės mokyklos fizikos kurso aišku, kad galima matyti lengvai kaip elementariųjų dalelių – fotonų srautą. Фотони, потрапляючи на поверхню деяких напівпровідникових матеріалів, здатні призводити до утворення електронів та дірок (нагадаємо, що діркою у напівпровідниках прийнято називати вакантне місце для електрона, що утворюється внаслідок розриву ковалентних зв'язків між атомами напівпровідникової речовини). Elektronų-dirk porų susidarymo procesas, esant šviesos antplūdžiui, įmanomas tik tuo atveju, jei fotono energijos pakanka, sunaikinti elektroną iš kietojo branduolio ir perkelti į laidumo zoną. Fotono energija yra netiesiogiai susijusi su senuoju pasaulio vėju, kuris krenta, todėl jis gali slypėti vadinamajame spalvų virpesyje. Matomajame diapazone (kurį suvokia žmogaus akis) fotonų energijos kitimo pakanka, kad susidarytų elektronų ir dirkovo poros iš tokių puslaidininkių medžiagų, tokių kaip, pavyzdžiui, silicis.

Nustatytas fotoelektrinių elektronų kiekis yra tiesiogiai proporcingas šviesos srauto intensyvumui, galima matematiškai pasakyti krintančios šviesos kiekį su jos generuojamo krūvio dydžiu. Pats į šį paprastą fizinį reiškinį ir šviesai jautrių jutiklių principu yra pagrįstas. Jutiklis atlieka penkias pagrindines operacijas: išblukina fotonus, paverčia juos krūviu, kaupia, perkelia į įtampą. Pūdymas įvairių jutiklių paruošimo ir zdijsnyuyut zavdannya zberigannya ir fotoelektronų kaupimo kitokiu būdu technologijos pavidalu. Be to, įvairūs metodai ir sukauptų elektronų konversija gali būti sėkmingi elektros įtampa(analoginis signalas), kaip ir savaip virsta skaitmeniniu signalu.

PZZ jutikliai

Istoriškai pirmieji vaizdo kamerų šviesai jautrūs elementai buvo vadinamosios CCD matricos, kurių masinė gamyba pradėta 1973 m. Santrumpa PZZ yra iššifruota kaip įkrovimo garso priedas; anglų literatūroje pergalingas terminas CCD (Charge-Coupled Device). Paprasčiausias PZZ jutiklis yra kondensatorius, kuris sukuria elektros krūvį esant šviesos antplūdžiui. Galutinis kondensatorius, sudarytas iš dviejų metalinių plokščių, atskirtų dielektriniu rutuliu, neturėtų būti vadinamas MOS kondensatoriumi. Už jų vidinės struktūros tokie kondensatoriai yra sumuštinis metalas, oksidas ir laidininkas (kaip pirmosios smirdančių komponentų raidės ir atėmė jų pavadinimą). Kaip perteklinio legiruotojo silicio p tipo laidininkas, toks laidininkas, kuriame atomų pridėjimo prie namo (lydinimo) sumetimais nusodinami pertekliniai nešvarumai. Virš roztašovanijos laidininko uždedamas plonas dielektriko (silicio oksido) rutulys, o virš žvėries – metalinis rutulys, kuris atlieka sklendės funkciją, taip pritaikydamas lauko tranzistorių terminiją (1 pav. ).

Kaip jau buvo suplanuota, įleidžiant šviesą prie laidininko, atsiskaitoma elektroninių-dirkovų statymai. Atsiranda proteo tvarka iš generavimo proceso, o atvirkštinis procesas yra diroko ir elektronų rekombinacija. Todėl reikėtų priprasti prie užeiti, suskirstyti susikaupusią elektroniką ir dirkes ir sutaupyti ištempiant reikiamą valandą. Aje tas pats kіlkіst ilkіst іn fotoelectronіv іnformatsiyu іnformatsіyu іintensivnіst pohlenny svіtla. Kuriam ir pripažinta sklendė yra izoliacinio dielektriko rutulys. Tarkime, kad sklendei taikomas teigiamas potencialas. Šiuo metu ant elektrinio lauko, kuris prasiskverbia pro elektriko plyšį ties laidininku, antplūdžiu, dirkos, kurios yra pagrindiniai krūvininkai, pradeda skilti ties elektriko dviračiu, o po to į elektriko slenkstį. dirigentas. Riboje tarp laidininko ir dielektriko sritis yra užblokuota pagrindinėmis nosimis, tai yra, plotas, ir plotas turi būti išplėstas priklausomai nuo taikomo potencialo dydžio. Pats regionas yra fotoelektronų „kolekcija“. Išties, kaip šviesos laidininkas, nusistovėjusi elektronika ir dirkai subyrės priešingomis kryptimis – dirkai į laidininko čiurlenimą, o elektronika į subyrėjusį rutulį. Šiame rutulyje nėra akmenų, tada elektronika ten bus išsaugota be rekombinacijos reikiamą valandą. Natūralu, kad elektronų kaupimasis ekspromtu yra neišsenkantis. Pasaulyje tarp jų yra daugiau elektronų, o teigiamai įkrauti dirkai sukelia elektrinį lauką, ištiesintą lygiagrečiai sklendės kuriamam laukui. Dėl to laukas laidininko viduryje pasikeičia į nulį, po kurio erdvės grindų ir elektronikos procesas tampa neįmanomas. Dėl to elektroninės-Dirko poros sukūrimą lydi rekombinacija, todėl „informacinės“ elektronikos skaičius uždarame rutulyje nustoja didėti. Ir čia galite kalbėti apie jutiklio talpos papildymą.

Pažiūrėjome į pastato jutiklį dviem svarbioms užduotims – fotonų pavertimui elektronika ir jų kaupimui. Užduotis perkelti šią informacinę elektroniką į pagrindinius konvertavimo blokus buvo prarasta, todėl informacijos pažinimo užduotis prarasta.

To paties dielektriko paviršiuje matome ne vieną, o glaudžiai susiūtų langinių šakelę (2 pav.). Tegul fotogeneracijos rezultatas po viena iš langinių kaupia elektronus. Jei įžeminimo vartai suteikia didesnį teigiamą potencialą, tada elektronika pradės judėti į stipraus lauko sritį, kad pereis nuo vienų vartų prie kitų. Dabar gali būti aišku, kad jei galime uždaryti langines, tai tiekdami joms skirtingą įtampą, kurią galima valdyti, naudodami tokią struktūrą galime perkelti įkrovimo paketo lokalizaciją. Tas pats su tsioma paprastas principas tas pamatas tvirtinamas įkrovimo jungtimi.

Stebuklinga PZZ galia slypi tame, kad sukaupto krūvio judėjimui užtenka visų trijų tipų langinių - vienos perduodančios, vienos priimančios ir izoliuojančios, kurios paskirsto porą priimančių ir perduodančių po vieną ir vieną. -Tokių trijų laiko langinės gali būti viena į vieną laikrodžio magistralę, o tai reiškia tik vieną išorinį ekraną (3 pav.). Tse ir є paprasčiausias trifazis registras zsuvu PZZ.

Dosi mi pažvelgė į PZZ jutiklį tik vienoje plokštumoje - vzdovzh šoninis pjūvis. Už mūsų regėjimo lauko elektronų pašalinimo mechanizmas buvo užblokuotas skersine kryptimi, su užraktu, panašiu į ilgą santuoką. Vrahovyuchi, kad tokios santuokos ribose laidininko apšvietimas nėra vienodas, elektronikos įrengimo greitis esant šviesos antplūdžiui pakeičiamas užraktu. Jei neįprasite lankytis elektronų lokalizacijose netoli jų įsitvirtinimo vietos, tada dėl difuzijos elektronų koncentracija bus sunaikinta, kad informacija apie šviesos intensyvumo pasikeitimą vėliau tiesioginėje linija bus prarasta. Akivaizdu, kad sklendę būtų galima išplėsti taip pat, kaip ir vėliau, taigi skersine kryptimi, bet tai tektų paruošti iš anksto puikus skaičius langinės ant PZZ matricos. Todėl elektronų lokalizacijai, kurie yra įsitvirtinę vėlyvojoje victorijoje, vadinami sustojimo kanalai (4 pav.), kurie yra moters žmona dirigentas su persikėlimu į švyturį. Kuo didesnė namo koncentracija, tuo daugiau laukų įsikuria tokio laidininko viduryje (namo odos atomas atnešamas anksčiau nei laukinė). Ale, laukinių telkinių koncentracijoje atsigulk, tokiu atveju spaudimą po jais esantiems vartams nustato plotas. Intuityviai buvo suprasta, kad kuo didesnė dirokų koncentracija laidininke, tuo svarbiau deginti anglį.

Ištyrėme PZZ matricos, kuri turi būti prijungta prie PZZ paviršiniu perdavimo kanalu, struktūrą, nes kanalas, kuriuo perduodamas sukauptas krūvis, yra laidininko paviršiuje. Paviršinis perdavimo būdas gali būti žemas šimtosios nedolіkіv, kurį sukelia tarpinio laidininko galia. Dešinėje, tuo, kad laidininko aptvaras atviroje erdvėje griauna idealią jogos krištolinės gardelės simetriją su daugybe pėdsakų, kuriuos rėkia žvaigždės. Nesigilinant į subtilią kieto kūno fiziką, verta pagarbos, kad galima pagaminti panašios kondensuotos energijos pastas elektronikai. Dėl to susikaupusi elektronų šviesa gali būti užtvindyta šiomis pastomis, o ne perduota iš vienų vartų į kitus. Be to, tokios pastos negali perduoti elektronikos ir, jei reikia, neįsijungia. Atrodo, kad laidininkas kelia „triukšmą“ – atrodo kitaip, po sklende susikaupusių elektronų kiekis tiksliai neatspindi molingos vibracijos intensyvumo. Nuslėpti tokias apraiškas galima, bet kam būtinas pats perdavimo kanalas, norint pašalinti tyrinėtojo anglį. Šį sprendimą Philips specialistai įdiegė 1972 m. Idėja buvo pagrįsta tuo, kad šalia p tipo laidininko paviršiaus pagrindiniame elektrono krūvyje buvo plonas n tipo laidininko, kuris yra laidininkas, rutulys (5 pav.).

Gera žinoti, kad judviejų kontaktas skirtingi tipai laidumo padidėjimas iki uždaro rutulio susidarymo tarp perėjimo. Vіdbuvaєtsya tse už rahunok dіfuzії dirok i elektronіv v zaєmno protilezhnyh prilezhnymi їх rekombinacija. Teigiamo potencialo tiekimas sklendei padidina paveiktos zonos išsiplėtimą. Būdinga, kad dabar pats plotas uždaras, arba fotoelektronų talpa yra ne paviršiuje, bet ir makaronuose elektronams. Toks perdavimo kanalas vadinamas prisirišimu, o visi dabartiniai PPP yra paruošiami savaime iš priedų perdavimo kanalo.

Pagrindiniai PZZ jutiklio veikimo principai, kuriuos mes apžvelgėme, naudojami siekiant įkvėpti kitus už PZZ matricų architektūros. Struktūriškai matomos dvi pagrindinės matricos schemos: su perkėlimais kadras po kadro ir su perkėlimais tarp eilučių.

Matricoje su perkėlimu kadras po kadro yra dvi vienodos sekcijos su tuo pačiu eilučių skaičiumi: kaupimas ir išsaugojimas. Odinė eilė prie šių sekcijų tvirtinama trimis langinėmis (siųstuvu, imtuvu ir izoliacija). Be to, kaip jau buvo planuota daugiau, visos eilės yra atskirtos be sustojimo kanalų linijos, kurios sudaro sandėliavimo vietą ties horizontalia linija. Taigi mažiausias PZZ-matricos konstrukcinis elementas (pikselis) sukuriamas iš trijų horizontalių langinių ir dviejų vertikalių stop-kanalų (6 pav.).

Po ekspozicijos valandos šalia pjūvio kaupiasi fotoelektronai. Po ciklų skaičiaus, kuris buvo išsiųstas į vartus, perkelkite sukauptą įkrovą iš sukauptos sekcijos į tamsesnę saugojimo sekciją, kad būtų kartojamas viso kadro perkėlimas. Todėl tokia architektūra atėmė PZZ pavadinimą iš kadrų po kadro perdavimų. Po perkeltos sekcijos kaupimas išvalomas ir gali būti vėl kaupiami mokesčiai, taip pat iš atminties sekcijos krūvis turi būti horizontaliame skaitymo registre. Horizontaliojo registro struktūra yra panaši į PZZ jutiklio struktūrą - tai yra trys vartai, skirti įkrovimui perduoti. Horizontaliojo registro odos elementas gali turėti įkrovos ryšį su antrąja atminties sekcija, o odos laikrodžio impulsui iš sukauptos sekcijos visa eilutė turėtų būti įtraukta į nuskaitymo registrą, kuris vėliau perkeliamas į išorinį jutiklį tolimesniam tikslui. apdorojimas.

PZZ-matricos schema buvo išnagrinėta, tačiau yra tik vienas neribotas skirtumas - didelis užpildymo koeficientas. Šis terminas naudojamas matricos šviesai jautrios srities išplėtimui iki bendro ploto pavadinti. Matricoms su perkėlimu kadras po kadro užpildymo koeficientas gali būti 100%. Šis ypatumas leidžia kurti remiantis net jautriais priedais.

Apžvelgtos matricos tuštybės kremas su perkėlimu kadras po kadro gali turėti nemažai trūkumų. Mums svarbu, kad perdavimo proceso neįmanoma sušvelninti. Pati situacija yra sumažinti neigiamas apraiškas. Perkeliant krūvį iš sekcijos, kaupimasis pirmojo kaupimo sekcijoje užpildomas nuskaidrintais ir kaupimosi fotoelektronais. Tse privesti prie to, kad vaizdų rykštės įneša savo indėlį iš kažkieno įkrovimo paketo, kuris per tą trumpą valandą baigiasi, ištempiant tokį vyną, kad jis praeitų pro juos. Kadro rezultatai būdingi sukurti kaip vertikalus pasipūtimas, kuris tęsiasi per visą kadrą nuo vaizdo kreivų vaizdo. Akivaizdu, kad norint kovoti su panašiais reiškiniais, galima sustabdyti skirtingą gudrumą, protektis radikaliausiu būdu – po kaupimo ir perdavimo sekcijomis, kad perkėlimas vyktų tamsesnėje srityje. Tokios architektūros matricos atėmė PZZ pavadinimą iš eilučių perkėlimo (7 pav.).

Tuo pačiu metu, kaip aprašyta anksčiau, matrica su perkėlimu kadras po kadro, kaip sukaupto krūvio elementai, čia atsiranda fotodiodai (fotodiodai bus aptarti vėliau). Krūviai, kuriuos kaupia fotodiodai, perduodami tamsesniuose PZZ elementuose, tarsi jie atitolina krūvį. Svarbu, kad viso kadro perkėlimas iš fotodiodų vertikaliajame PZZ registre perkeliamas vienu laikrodžio ciklu. Kaltinkite mitybos dėsnį: kodėl tokia architektūra atėmė eilučių perkėlimo pavadinimą (taip pat vartojamas terminas „perkėlimas per eilutes“)? Norėdami išplėsti lauką, pavadinti tarpueilius, taip pat perkėlimą kadras po kadro, spėjame pagrindinį vaizdo rodymo ekrane principą, formuojant vaizdo signalą. Personalo signalas susideda iš signalų eilėmis, atskirtų tarpueilių intervalais, tą valandą, būtinų tam, kad ekrane nuskaitomas elektroninis raginimas iš vienos eilės persikeltų į puolimo ausį. Є taip pat intersticinis promiski - valanda, reikia perkelti mainus iš likusios eilės galo į pirmos eilės burbulą (naujo kadro perėjimas).

Norint nustatyti CCD matricos architektūrą su tarpkadriniais perdavimais, tapo aišku, kad kadras perkeliamas iš kaupimo sekcijos į saugojimo sekciją kiekvieną tarpkadrų intervalo valandą į vaizdo signalą. Tse y zrozumilo, viso kadro perkėlimui reikia nemažos valandos intervalo. Tarpeilių perkėlimų architektūroje kadro perkėlimas vyksta per ciklą, galima pasiekti nedidelį valandos intervalą. Vaizdas buvo duotas patekti į horizontalų garso signalo registrą, o perdavimas atliekamas eilėmis valandomis tarp vaizdo signalo intervalų eilučių.

Crim dviejų skirtingų tipų PZZ matricos yra pagrįstos kitomis schemomis. Pavyzdžiui, schema, apjungianti tarpkadrų ir eilučių mechanizmą (perkėlimas tarp eilučių), atsiras įtraukus į išsaugojimo sekcijos eilučių perkėlimo PZZ matricą. Perkeliant kadrą šviesai jautrūs elementai perkeliami per vieną laikrodžio ciklą eilučių intervalo valandai, o valandai tarpkadrų intervalo – kadras į fiksavimo sekciją (tarpkadrų perkėlimas); Iš sekcijos, paėmus kadrą, kadras perkeliamas į horizontalųjį registrą pirmajai eilučių intervalų valandai (tarpkadrų perkėlimas).

AT Poilsio valanda nabuli išplėstas vadinamasis super-CCD (Super CCD), kuris vikoristovuyut originalią stylnikovu architektūrą, kaip utvoryuyut aštuonių dalių pikselius. Dėl kurio šviesos silicio darbinis paviršius didėja, o pikselių plotis (PZZ pikselių skaičius) juda. Be to, aštuonkampė pikselių forma yra didesnė už šviesai jautraus paviršiaus plotą.

CMOS jutikliai

Iš esmės mažiausias jutiklio tipas yra vadinamasis CMOS jutiklis (CMOS - komplementarus metalo oksidas-laidininkas; anglų kalba - CMOS).

Vidinė CMOS jutiklių architektūra gali būti skirtinga. Taigi, kaip šviesai jautrus elementas, gali veikti fotodiodai, fototranzistoriai arba fotoventiliatoriai. Nepriklausomai nuo šviesai jautraus elemento tipo, diroko ir elektronų, atsakingų už fotogeneracijos procesą, padalijimo principas visada yra nepaisomas. Pažvelkime į paprasčiausią fotodiodo tipą, iš kurio užpakalio nesunku suprasti visų fotoelementų veikimo principą.

Paprasčiausias fotodiodas yra n ir p tipų laidininkų kontaktas. Šių laidininkų sąlyčio vietoje zona yra uždara, todėl joje nėra laidų ir elektronikos. Tokia sritis susidaro po pagrindinių krūvininkų difuzijos tarpusavyje priešingomis kryptimis. Dirkai subyra iš p-gėrimo laidininko (tobto iš srities, de їх perpildymas) į n-lašėjimo laidininką (į sritį, kur koncentracija maža), o elektronai subyra į tiesią liniją, tada iš n- dip laidininkas į p-dp. Dėl tokios dirkų ir elektronų rekombinacijos susidaro ir susidaro sritis. Be to, sumuštos zonos ribose jų namai yra atidengti, be to, n srityje jie turi teigiamą krūvį, o p srityje - neigiamą. Qi krūvis, pasklidęs per paveiktos zonos ribas, sukuria elektrinį lauką, panašų į tą, kuris sukuriamas plokščiame kondensatoriuje, kurį sudaro dvi plokštės. Pats laukas laimi erdvaus elektros ir elektronų lauko funkciją, kuri susidaro fotogeneracijos procese. Tokio vietinio lauko (jogas dar vadinamas potencialo barjeru) buvimas yra svarbus momentas bet kuriam šviesai jautriam jutikliui (ne mažiau fotodiodui).

Priimtinas, kad fotodiodas apšviestas šviesa, o šviesa krenta ant n laidininko, ir statmenų p-n perėjimas prieš keičiant šviesą (8 pav.). Fotoelektronika ir fotoelektra išsisklaidys į kristalo šerdį, o dalis, kuri nerekombinavo, pasieks p-n sandūros paviršių. Tačiau elektronikai, turinčiai stiprų elektrinį lauką – neieškomą perėjimą – potencialo barjerą, elektronika negali įveikti p-n-perėjimo. Dirks gerai, navpaki, prikoryuyutsya elektrinis laukas ir prasiskverbti į p-regioną. Dėl atviro šviesos ir elektronų lauko n sritis įkraunama neigiamai (per daug fotoelektronų), o p sritis – teigiamai (per daug fotoelektrinė).

Pagrindinė PZZ jutiklių pavidalo CMOS jutiklių savybė yra ne įkrovos kaupimas, o tolesnio perdavimo būdas. CMOS technologija, esanti PZZ viduje, leidžia atlikti daugiau operacijų tiesiai su kristalu, ant kurio yra įspausta šviesai jautri matrica. Krim vilnennya elektronіv їх perdavimo, CMOS jutikliai gali apdoroti vaizdą, matyti vaizdo kontūrus, keisti analoginio į skaitmeninį konvertavimo perėjimus ir virpesius. Negana to, galima sukurti programuojamą CMOS jutiklį, taip pat galima atimti dar turtingesnius funkcinius papildymus.

Toks platus funkcijų spektras, kurį gali atlikti viena mikroschema, yra pagrindinis CMOS technologijos pranašumas prieš PZZ. Kuris turi nedaug reikalingų garso komponentų. Skaitmeninėje kameroje esantis CMOS jutiklio jungiklis leidžia ant žemės sumontuoti garsą, kitus lustus – pavyzdžiui, skaitmeninius signalų procesorius (DSP) ir analoginio-skaitmeninio keitiklius.

Įnirtingas CMOS technologijos vystymasis prasidėjo 1993 m., kai buvo sukurti aktyvūs pikselių jutikliai. Naudojant šią technologiją, odinį pikselį galima nuskaityti tranzistoriaus jungikliu, kuris leidžia konvertuoti įkrovą į įtampą tiesiai ant pikselio. Be to, tapo įmanoma pakankamai prieiti prie jutiklio odos pikselio (panašiai kaip operatyvioji atmintis su pakankama prieiga). Krūvio nuskaitymas iš CMOS jutiklio aktyviųjų pikselių atliekamas po lygiagrečios grandinės (9 pav.), kuri leidžia nuskaityti signalą iš odos pikselio arba pikselių stulpelio be vidurio. Pakankama prieiga leidžia CMOS jutikliui nuskaityti ne tik visą matricą, bet ir pasirinktas sritis (belaidžio skaitymo metodas).

Nepriklausomai nuo CMOS matricų pranašumų prieš PZZ (pagrindinė priežastis – mažesnė kaina), smarvė gali turėti nemažai trūkumų. Papildomų grandinių buvimas CMOS matricos kristale turėtų atsirasti prieš atsirandant tam tikram viršijimui, pvz., Tranzistoriams ir diodams, taip pat perteklinio įkrovimo efektui, dėl kurio CMOS matricos šiandien yra „triukšmingos“. Štai kodėl profesionalūs skaitmeniniai fotoaparatai greitai nugalės su PZZ matricomis, o CMOS jutikliai įvaldys pigių priedų rinką, kol iki tokio laiko bus matomos internetinės kameros.

Kaip atsikratyti spalvos

Kuo šviesai jautresni ir reaktyvesni davikliai, tuo mažiau šviečia šviesos intensyvumas – jei yra intensyvumas, tuomet susikaupia didesnis krūvis. Kaltinkite mitybos dėsnį: kaip įvesti vaizdo spalvą?

Kad fotoaparatas galėtų atskirti spalvas, aktyvus pikselis yra padengtas spalvų filtrų masyvu (CFA, spalvų filtrų matricos). Spalvų filtro principas dar paprastesnis: vynas praleidžia šviesą per dainuojančią spalvą (kitaip tariant, tik šviesą su dainuojančiu vėju). Tačiau kiek šių filtrų reikia, tad kiek skirtingų spalvų spalvų praktiškai neapsiriboja? Atrodo, ar yra kokia nors spalvų schema, kurią galite atimti iš kai kurių pagrindinių (pagrindinių) spalvų dainavimo proporcijų. Populiariausias priedų modelis RGB (Red, Green, Blue) turi tris tokias spalvas: raudoną, žalią ir mėlyną. Tai reiškia, kad reikalingi tik trys spalvų filtrai. Svarbu tai, kad RGB spalvų modelis nėra vienintelis, bet svarbiausios skaitmeninės interneto kameros laimi pačios.

Populiariausias filtrų rinkinys yra „Bayer“ modelis. Mano sistemoje raudoni, žali ir mėlyni filtrai yra paslėpti patikrinimo tvarka, o žalių filtrų skaičius yra dvigubai didesnis, apatinis raudonas arba mėlynas. Susiuvimo tvarka yra tokia, kad raudoni ir mėlyni filtrai būtų susiuvami tarp žalių (10 pav.).

Tokie žalios, raudonos ir mėlynos spalvos filtrai paaiškinami zorny sprinyatta žmonių ypatumais: mūsų akys yra jautrios žaliai spalvai.

PZZ kamerose trijų spalvų kanalų sumavimas atliekamas priede, kad susidarytų vaizdas po signalo konvertavimo iš analoginio į skaitmeninį. Dėl CMOS jutiklių painiavos galima matyti tiesiai iš lusto. Bet kokiu atveju pagrindinės odos filtro spalvos yra matematiškai interpoliuojamos su patobulintomis jautrių filtrų spalvomis. Taip pat, norint užfiksuoti tikrąją vaizdo pikselio spalvą, būtina žinoti ne tik šviesos, prasiskverbiančios per to pikselio šviesos filtrą, intensyvumą, bet ir per tą pikselio šviesos filtrą prasiskverbiančios šviesos intensyvumo reikšmę. pikselių šviesos filtras.

Kaip jau minėta, RGB spalvų modelis turi tris pagrindines spalvas, kurių pagalba galima pasižvalgyti į matomą spektrą. Kiek langų leidžiate atskirti skaitmeninius fotoaparatus? Spalvos gyliui priskiriamas maksimalus skirtingų spalvų spalvų skaičius, yak su savo juodumu priskiriamas mūšių skaičiui, kurie yra pergalingi už kodavimą spalvai. Populiariame modelyje RGB 24 su gilia spalva 24 bitai odos spalvai, pridedami 8 bitai. 8 kovose galite paprašyti 256 skirtingų spalvų raudonos, žalios ir mėlynos spalvos. Manoma, kad odos atspalvio reikšmė yra nuo 0 iki 255. Pavyzdžiui, raudona spalva gali turėti 256 gradacijas: nuo grynos raudonos (255) iki juodos (0). Didžiausia vertė kodas suteikiamas grynai spalvai, o odos spalvos kodas keičiamas įžeidžiančia tvarka: raudona, žalia ir mėlyna. Pavyzdžiui, grynos raudonos spalvos kodas rašomas (255, 0, 0), žalios spalvos kodas yra (0, 255, 0), o mėlynos spalvos kodas yra (0, 0, 255). ). Geltona spalva gali būti pakeista į raudoną ir žalią, o antrasis kodas įrašomas žiūrovui (255, 255, 0).

Aplink RGB modelius taip pat yra plačiai žinomi modeliai YUV ir YСrCb, kurie yra panašūs į vieną ir yra pagrįsti ryškumo ir spalvos antriniais signalais. Signalas Y yra ryškumo signalas, atsirandantis dėl raudonos, žalios ir mėlynos spalvų mišinio. Signalai U ir V (Cr, Cb) yra įvairių spalvų. Taigi signalas U yra artimas skirtumui tarp mėlynos ir geltonos spalvos vaizdo komponentų, o signalas V yra artimas skirtumui tarp raudonos ir žalios spalvoto vaizdo komponentų.

Pagrindinis YUV (YCrCb) modelio privalumas slypi tame, kad šis kodavimo būdas, jei pageidaujama ir sulankstytas, žemesnis RGB, apsaugo nuo mažiau smogo. Dešinėje, atsižvelgiant į tai, kad žmogaus akies jautrumas ryškiam Y komponentui ir spalvinio komponento komponentams yra nevienodas, visiškai priimtina pakeisti perėjimą nuo spalvinio komponento perpylimo (perpynimo). komponentai, jei chotiriokso subkomponentų grupei (2 × 2 pikseliai) spalvingi komponentai ir vicarious yra cinkuoti (tai yra schemos pavadinimas 4:1:1). Nesvarbu, kad 4:1:1 schema leidžia pagreitinti antrojo įvesties išvestį (12 baitų pakeitimas keturiems pikseliams iš eilės, kad būtų pasiektas šešis). Koduojant pagal YUV 4:2:2 schemą, šviesumo signalas perduodamas odos taškui, o U ir V spalvų signalai yra tik kitam odos taškui iš eilės.

Kaip skaitmeninis

internetinės kameros

Visų tipų skaitmeninių fotoaparatų veikimo principas yra maždaug vienodas. Pažvelkime į tipinę paprasčiausios žiniatinklio kameros schemą, kurios pagrindinis bruožas tarp kitų tipų kamerų yra USB sąsaja, skirta prisijungti prie kompiuterio.

Krim optinė sistema (objektyvas) ir šviesai jautrus PZZ arba CMOS jutiklis obov'azkovoyu є analoginio į skaitmeninį keitiklį (ADC), kuris konvertuoja šviesai jautraus jutiklio analoginius signalus į skaitmeninį kodą. Be to, būtina spalvoto vaizdo formavimo sistema. Kitas svarbus kameros elementas yra schema, kuri numato duomenų suspaudimą ir paruošimą prieš perkėlimą į reikiamą formatą. Pavyzdžiui, analizuojamoje interneto kameroje vaizdo duomenys perduodami į kompiuterį, esantį už USB sąsajos, o už šią išvestį atsakingas USB sąsajos valdiklis. Struktūrinė schema Skaitmeninis fotoaparatas parodytas fig. vienuolika .

Nepertraukiamo analoginio signalo diskretizavimo užduočių konvertavimas iš analoginio į skaitmeninį apibūdinamas signalų dažniu, kuris nurodo valandos intervalus, per kuriuos imituojamas analoginis signalas, bei jo iškrovimą. Razryadnіst ADC - ce kіlkіst bіtіv, yakі vikoristovuyutsya odos signalas. Pavyzdžiui, kaip 8 bitų ADC, signalui atvaizduoti naudojami 8 bitai, o tai leidžia atskirti 256 išvesties signalo gradacijas. Naudojant skirtingą 10 bitų ADC, galima atskirti iki 1024 skirtingų analoginio signalo gradacijų.

Per mažo pralaidumo USB 1.1 pastatą (iš viso 12 Mb/s, kuriam web-kamera ne daugiau 8 Mb/s) prieš perduodant duomenis į kompiuterį, duomenys turi būti suglaudinti. Pavyzdžiui, jei kadro dydis yra 320 × 240 pikselių, o spalvos gylis yra 24 bitai, nesuspausto kadro dydis tampa 1,76 Mbps. Kai USB kanalo pralaidumas yra 8 Mb/s, maksimalus suspausto signalo perdavimo greitis tampa mažesnis nei 4,5 kadrų per sekundę, o aiškaus vaizdo įrašo pašalinimui reikia 24 valandomis daugiau kadrų per sekundę perdavimo greičio. Esant tokiam reitingui, tapo aišku, kad be aparatinės įrangos suspaudimo perduodamos informacijos normalus fotoaparato veikimas neįmanomas.

Remiantis technine dokumentacija, CMOS matrica gali būti padalinta į 664 × 492 (326 688 pikselių) ir gali veikti iki 30 kadrų per sekundę greičiu. Jutiklis tobulėja kaip progresyvus ir mažo tipo stovas ir užtikrina, kad signalo ir triukšmo santykis būtų didesnis nei 48 dB.

Kaip matyti iš blokinės schemos, spalvų formavimo blokas (analoginio signalo procesorius) turi du kanalus - RGB ir YCrCb, o YCrCb modeliui spalvų ir spalvų signalai apskaičiuojami pagal formules:

Y = 0,59 G + 0,31 R + 0,11 B,

Cr = 0,713 × (R - Y),

Cb = 0,564 × (B-Y).

RGB ir YCrCb analoginiai signalai, kurie formuojami analoginio signalo procesoriaus, yra apdorojami dviem 10 bitų ADC, naudojant 13,5 MSPS greitį, kuris užtikrina sinchronizaciją su pikselių greičiu. Po skaitmeninimo duomenys turi būti siunčiami į skaitmeninį keitiklį, kuris formuoja vaizdo įrašą 16 bitų YUV 4:2:2 formatu arba 8 bitų Y 4:0:0 formatu ir siunčiamas į išeinantį prievadą per 16- bitų arba 8 bitų magistralę.

Be to, matomas CMOS jutiklis turi plačias vaizdo korekcijos galimybes: baltos spalvos balanso nustatymo perkėlimą, ekspozicijos valdymą, gama korekciją, spalvų korekciją ir kt. Jutiklį gali valdyti robotas, naudodamas SCCB (Serial Camera Control Bus) sąsają.

OV511+ mikroschema, jos blokinė schema parodyta pav. 13 yra USB valdiklis.

Valdiklis leidžia perkelti vaizdo duomenis per USB magistralę iki 7,5 Mb/s greičiu. Nesvarbu, kad tokia perdavimo netvarka neleidžiama perduoti vaizdo srauto iš malonaus švediškumo be priekinio suspaudimo. Vlasne, suspaudimas yra pagrindinis USB valdiklio tikslas. Teikdamas reikiamą suspaudimą realiuoju laiku iki 8:1 suspaudimo koeficiento, valdiklis leidžia perduoti vaizdo įrašą 10–15 kadrų per sekundę greičiu, padalijimo dažniu 640x480 ir 30 kadrų per sekundę greičiu. padalintas į 30 kadrų per sekundę.

Duomenims suspausti pateikiamas OmniCE blokas, kuris įgyvendina patentuotą glaudinimo algoritmą. OmniCE užtikrina ne tik būtiną vaizdo srauto saugumą, bet ir dekompresijos saugumą naudojant minimalius duomenis centrinis procesorius(Priimti, mažmenininkams patvirtinti). Suspaudimo lygis, kurį užtikrina OmniCE blokas, svyruoja nuo 4 iki 8, priklausomai nuo reikiamo vaizdo srauto greičio.

ComputerPress 12" 2001 m

Įėjimas

Pažiūrėsiu į savo robotą stogo langai apie priedus su įkrovimo jungtimi, parametrus, sukūrimo istoriją, dabartinių vidutinio infraraudonųjų spindulių diapazono PZZ kamerų charakteristikas.

Dėl to vikonanny kursinis darbas vivchiv literatūros zі kūrimas, principas dії, techninės charakteristikos kad zastosuvannya PZZ-kameros vidutinio ІХ diapazono.

PZZ. Fizinis robotizuoto PZZ principas. PZZ matrica

Прилад із зарядовим зв'язком (ПЗС) є рядом простих МДП-структур (метал - діелектрик- напівпровідник), сформовані на загальній напівпровідниковій підкладці таким чином, що смужки металевих електродів утворюють лінійну або матричну регулярну систему, в якій відстані між сусідніми електродами достатньо малі (1 pav.). „Tsya“ apstatymas painioja faktą, kad robotai bus sukurti su pirminėmis ir viena nuo kitos priklausomomis MIS struktūromis.

Malyunok 1 – PZZ struktūra

Pagrindinės šviesai jautraus PZZ funkcinės savybės – konvertavimas optiniai vaizdai elektrinių impulsų seka (vaizdo signalo formavimas), taip pat skaitmeninės ir analoginės informacijos išsaugojimas ir apdorojimas.

PZZ yra paruoštas monokristalinio silicio pagrindu. Tam silicio plokštelės paviršiuje šiluminės oksidacijos būdu sukuriamas plonas (0,1-0,15 μm) dielektrinis silicio dioksido lydymas. Šis procesas atliekamas taip, kad būtų užtikrintas kruopštumas tarp laidininko – elektriko atskyrimo ir kuo labiau sumažinta rekombinacijos centrų koncentracija kordone. Iš MIS-elementų pagaminti elektrodai vibruojami aliuminiu, jų storis 3-7 mikronai, tarpas tarp elektrodų 0,2-3 mikronai. Tipinis MIS elementų skaičius 500-2000 tiesiniame ir matriciniame PZZ; Plokštelės plotas Po kraštutiniais odos eilės elektrodais paruošiamas p-n - perėjimais, naudojami elektros krūvių (įkrovimo paketų) dalių įvedimui - pašalinimui. būdas (įpurškimas p-n-sankryža). Su fotoelektra PZZ įkrovimo paketų įvedimas matomas iš priekinės akumuliatoriaus pusės. Esant priekiniam apšvietimui, siekiant išvengti aliuminio elektrodų šešėliavimo, juos reikia pakeisti stipriai legiruoto polikristalinio silicio (polisilicio), kuris yra skaidrus matomuose ir artimuose spektro ІХ diapazonuose, purslais.

CCD roboto principas

„Chomu“ roboto PZZ ašies „Zagalny“ principas. Jei ant CCD metalinio elektrodo prijungiate neigiamą įtampą, tada elektronikos, kuri yra pagrindinės pamušalo nosys, elektrinio lauko kryptimi eikite į šildytuvo paviršių. Paviršiuje sritis yra uždara, nes energijos diagramoje tai yra potenciali skylė mažoms nosims - dirok. Yakі patenka į dirkos qiu sritį, traukiama prie ribos tarp dielektriko - laidininko - padalijimo ir yra šalia siauro paviršiaus rutulio.

Dabar, jei siuvimo elektrodui pritaikysime didesnės amplitudės neigiamą įtampą, tada į jį pereis didesnė potencialo duobė ir dirka. Pritaikius reikiamas elektros įtampas įvairiems PZZ elektrodams, galima užtikrinti tiek krūvių išsaugojimą ramiose paviršiaus vietose, tiek tiesioginį krūvių judėjimą paviršiuje (nuo konstrukcijos iki konstrukcijos). Krovinio paketo (įrašo) įvedimas gali būti atliktas arba p-n-jungtimi, sklaida, pavyzdžiui, šalia kraštutinio PZZ elemento, arba šviesos generavimu. Matyti krūvį iš sistemos (skaityti) yra lengviausias būdas tai padaryti p-n sandūros pagalba. Šiame lygyje tam tikra prasme yra prijungtas CCD išorinė informacija(elektros ar šviesos signalai) transformuojami ant ruhomi nosies įkrovos paketų, tarsi dainavimo tvarka jie išsidėstę paviršiniuose plotuose, o informacijos apdorojimas vyksta šiuos paketus perkeliant paviršiuje. Akivaizdu, kad skaitmeninės ir analoginės sistemos gali būti kuriamos PZZ pagrindu. Skaitmeninėms sistemoms laidininkų krūvio buvimo ar buvimo faktas yra svarbesnis tam kitam PZZ elementui, esant analogiškam apdorojimui, tai gali būti teisinga su judančių krūvių dydžiais.

Jei siunčiate šviesos srautą į turtingą elementą ar matricą PZZ, kuri neša vaizdą, tada laidininke prasidės elektronų-dirkovų porų fotogeneracija. Šluoja PZZ zonoje, bet jos krenta ir potencialinėse duobėse kaupiasi dulkės (be to, besikaupiančio krūvio dydis yra proporcingas vietiniam apšvietimui). Pasibaigus kitai valandai (apie kelias milisekundes), kurios pakanka vaizdams užfiksuoti, iš PZZ matricos paimama įkrovos paketų nuotrauka, kuri rodo apšvietimo padidėjimą. Įjungus įkrovimo laikrodžio impulsus, paketai perkeliami į išvesties įrenginį skaitymui, kuris paverčiamas elektriniais signalais. Dėl to išėjime yra skirtingos amplitudės impulsų seka, kuri išlinksta ir duoda vaizdo signalą.

Dії PZZ principas ant FPZS, keraminės trijų ciklų (trifazės) grandinės eilės fragmento užpakalio, iliustruojamas šiek tiek 2. I tempimo ciklą (spriynyattya, tos vaizdo informacijos kaupimas) į elektrodus 1, 4, 7, taikyti t.z. taupymo Uxp įtampa, kuri veda į pagrindines nosis - dirks į skirtingą p tipo silicį - į laidininko ritę ir fiksuoja 0,5-2 mikronų gylio kamuoliukus - su potencialais elektronikai. FPCD paviršiaus apšvietimas, esant siliciui, sukuria perteklinius elektroninius dirkovius, kuriais elektronai sutraukiami potencialais, lokalizuotame ploname (0,01 mikrono) paviršiuje po elektrodais 1, 4, 7, patenkinti įkrovimo signalų paketus.

įkrovimo nuoroda infraraudonųjų spindulių kamera

Malyunok 2 - roboto trifazio priedo schema iš įkrovimo jungties - atviras registras

Krūvio dydis odos pakuotėje yra proporcingas paviršiaus, esančio šalia elektrodo, poveikiui. Gerai suformuotose MIS struktūrose krūviai šalia elektrodų gali kauptis šalia elektrodų, apsaugoti žingsnis po žingsnio generavimą po krūvio pernešimo namo centruose, susikaups jungties ar krūvio paskirstymo defektai. potencialių duobių, tuo pačiu neperkraunant signalų.

II ciklo (krūvio perdavimo) valandai į elektrodus 2, 5, 8 ir tt įtampa įvedama didesnė, imama mažesnė. Dėl to didžiausias potencialas yra po 2, 5 ir 8 elektrodais. yami, apatinis po elektronais 1, 4 ir 7, o po elektrodų 1 ir 2 artumo, 4 ir 5,7 ir 8 bar'є ir tarp jų znikayut, kad elektronai teka iš susіdnі, glybshі potenciynyami.

Per valandą III ciklo 2, 5, 8 elektrodų įtampa sumažinama iki 1, 4, 7 elektrodų.

Tai. visų įkrovimo paketų perkėlimas į PZZ eilutę uzdovzh yra dešiniarankis vienam nėrimui, kuris leis jums judėti tarp sudano elektrodų.

Už valandą darbo ant elektrodų, kurie nėra tiesiogiai prijungti prie potencialų, arba yra nedidelis įtampos poslinkis (1-3 V), kuris užtikrina visų paviršinių laidininkų įkrovimą ir susilpnėjimą dėl efektų rekombinacijos.

Kartodami bagatorazės įtampos perjungimo procesą, per paskutinį r-h perėjimą paeiliui visi įkrovimo paketai, pabusti, pavyzdžiui, lemputė eilėje. Tuo pačiu metu įtampos impulsai, proporcingi šio paketo įkrovos vertei, yra kaltinami išvesties antgaliu. Šviesos paveikslas paverčiamas paviršiniu krūvio reljefu, kuris, išsikišus paskutinei eilutei, virsta elektrinių impulsų seka. Kuo didesnis elementų skaičius bet kurios matricos eilėje (numeris 1 - ІХ imtuvai; 2 - buferiniai elementai; 3 - PZZ nekartokite įkrovimo paketo perdavimo iš vieno elektrodo į sudіdny і silyuyutsya tsm sdvorennâ tsm sdvorennsingâ іїnform. , ant krištolinio FPZS sukuria labai padalintą spriynyattya – kaupimo ir taupymo – skaitymo sritį, be to, pirmieji užtikrina maksimalų jautrumą šviesai, o kiti, kita vertus, ekranuoja šviesą. 3 (iš nesuporuotų ) FPZZ su kadrų perdavimu (3 pav.) informacija, paimta kaupimo matricos 7, greitai „nukrenta“ į kaupimo matricą 2, kuriai ją nuosekliai nuskaito PZZ registras 3; tuo pačiu metu kaupiasi matrica 1 naujas kadras.

Baby 3 - informacijos kaupimas ir skaitymas tiesiniame (a), matriciniame (b) šviesai jautriame įrenginyje su krūvio jungtimi ir įrenginyje su įkrovos įpurškimu.

Proim PZ Nyprosti -Strucks (Malyunok 1) Punned siuvami tie patys riosnovidi, Zokremhau Holate yra pusiau broody eektrodes, tarpusavy (Malyunok 4), Jacques, jie pamiršta navpyv Priva pažymius, savivalės savivalę. apvado savivalė. ., serpantino bendruomenės dielektriko rutulys – 4 pav.), kuris naudojamas dviejų ciklų režimu. Iš esmės PZZ struktūra su tūriniu kanalu (4 pav.) padarys namus difuzinius. Kaupimas, taupymas, krūvio perdavimas laidininko atveju, mažiau, žemiau paviršiaus, centrų rekombinacija ir didesnis nosies trapumas. Dėl šio padidėjimo tam tikru mastu šis pokytis atsirado dėl skirtingų paviršinio kanalo PZZ tipų naudojimo.

4 pav. Priedų variantai su įkrovimo jungtimi ir paviršiniais bei masiniais kanalais.

Vicoristo spalvotus vaizdus purkšti vienu iš dviejų būdų: optinį srautą už papildomos prizmės pritaikyti raudonai, žaliai, mėlynai, išpurkšti odą nuo jų specialiu FPCD – kristalu, sumaišyti visų trijų kristalų impulsus į vientisą. vaizdo signalas; FPZS paviršiuje sukuriamas plivkovinis brūkšninis arba mozaikinis šviesos filtras, kuris užkoduoja, nustato skirtingų spalvų triadų rastrą.

Likusiose uolose kompiuterinėje (ir ne tik) spaudoje spauda dažnai skuba būti palaidota, apsidairyti, priskirti juodajai „technologijų divai, revoliucinio rango pašauktai įsitraukti į ateities skaitmeninę fotografiją. “ – tai labiausiai paplitęs frazės variantas, ypač kita forma iš panašių straipsnių. . Ir vis dėlto visoms rikoms burbuolėms būdinga žingsnis po žingsnio eiti į „nі“, o didesnis skaičius skaitmeninės fotografijos įrangos gamintojų, „pažangios plėtros“ pavaduotojas, yra gerbiamas, kad geriausi nugalėtojai persvarstytų sprendimą. .

Pripažinkime, kad tokio idėjų plėtojimo priežastis yra paprasta – užtenka atkreipti dėmesį į to kito sprendimo „puikaus paprastumo“. Tikrai, ar matricos nepakaks? Sukiokime pikselius ne eilėmis ir eilėmis, o įstrižomis linijomis, o tada programos keliu „pasukkime“ „paveikslėlį“ 45 laipsnių kampu – ašis mus iškėlė į dvigubą aukštį! Nesvarbu, kad tokiu būdu skatinamas tik vertikalių ir horizontalių linijų aiškumas, o trapumai ir kreivės (iš kurių susidaro tikras vaizdas) lieka nepakitę. Golovna, kad efekto reikia bijoti, ir apie tai galima garsiai deklaruoti.

Deja dabartinis koristuvach„Paskirstyta megapikseliais“. Dėl kokių nors priežasčių, jei leidžiate „klasikinių“ CCD matricų pardavėjams būti patogesniems, geriau užtikrinti malonų dinaminį diapazoną ir jutiklio jautrumą. O „sprendimo“ ašiai į perėjimo iš stačiakampio į aštuonkampę pikselių formą eiliniame fotomėgėjuje duodama daug supratimo ir gruntavimo, net jei taip aiškiai parašyta reklaminiuose bukletuose.

Meta tsi єї statti - pabandykite paprasčiausiu lygmeniu paaiškinti, kaip išsaugoti vaizdo kokybę, paimtą išėjus iš PZZ matricos. Naudojant visų rūšių optiką, galima lengvai abstrahuotis; Kito pasirodymas už „veidrodinės kameros“ užpakalinės dalies, mažesnės nei 1000 dolerių („Nikon D 70“), leidžia spodіvatsya, o tai dar labiau padidina jutiklių leistiną fotoaparatų skaičių. kainų kategorija nemaišykite su „kariniais“ lęšiais.

Vidinis fotoefektas

Tada lęšio suformuotas vaizdas išleidžiamas ant PZZ matricos, kad šviesos mainai nukristų ant šviesai jautraus PZZ elementų paviršiaus, kurio užduotis yra fotonų energiją paversti elektros krūviu. . Atrodo, maždaug taip.

Fotonui, nukritusiam ant CCD elemento, yra trys dugno skylių išvystymo arba „mirksėjimo“ paviršiuje variantai, arba bus klijuojama prie draugo servetėlės ​​(matricos medžiaga) arba „zondavimas kiaurai“. “ arba „darbo zona“. Akivaizdu, kad tokį jutiklį būtina sukurti prekyboje, tokiu atveju „rikošetas“ ir „styginis navitas“ būtų kuo mažesnis. Šie fotonai, tarsi būtų sulipdyti matricos, sukuria elektronų porą, tarsi sąveikaudami su laidininko kristalinės gardelės atomu, arba tiesiog fotonu (arba dirka), tarsi sąveikaudami su jo atomais. donoro ar akceptoriaus namai vidinis fotoefektas. Kaip žinote, jutiklinio roboto vidinis fotoefektas nėra keičiamas - būtina išsaugoti „pasirinktus“ iš įkrovimo laidininko specialioje kolekcijoje, o tada suraminti.

PZZ-matricos elementas

Žvelgiant į laukinį vaizdą, CCD elemento dizainas atrodo taip: p tipo silicio pamušalas turi kanalus iš n tipo laidininko. Virš kanalų iš polikristalinio silicio sukurti elektrodai su izoliuojančiu pro-balionu iš silicio oksido. Į tokį elektrodą uždaroje zonoje po n tipo kanalu tiekus elektrinį potencialą, jis sukuriamas potenciali duobė, Elektronikos taupymo paskyrimas. Fotonas, prasiskverbęs į silicį, sukuria elektroną, kurį pritraukia jame užpildyta potencialo duobė. Daugiau fotonų (daugiau šviesos) suteikia daugiau įkrovimo su jamsu. Tada turime atsižvelgti į krūvio vertę, kuri taip pat vadinama nuotraukų srautas, ir jėgos joga.

PZZ elementų fotosrautų skaitymas pavadintas taip paskutiniai registruoja zsuvu, kaip krūvių eilutė prie impulsų serijos įvesties išėjime. Serija duodama analoginiu signalu, kuris kitas eina į pastotę.

Tokiu būdu papildomam registrui galite konvertuoti PZZ elementų eilutes į analoginį signalą. Tiesą sakant, paskutinis zsuvu registras PZZ matricose yra įgyvendinamas naudojant tuos pačius PZZ elementus, kurie yra sujungti iš eilės. Sukursiu tokį robotą pagal galimybes pridedamas su įkrovimo nuoroda(tai reiškia santrumpą PZZ) pasikeisti galimų duobių užtaisais. Keitimas fiksuotas elektrodo perkėlimas(perdavimo vartai), roztashovannyh mizh sudnіmi PZZ-elementai. Taikant prie artimiausio padidinto potencialo elektrodo, krūvis teka po potencialo duobėmis. Mіzh PZZ elementai gali būti paskirstyti nuo dviejų iki keturių perkeltų elektrodų, priklausomai nuo jų skaičiaus, kad būtų galima nusodinti zsuva registro „faziškumą“, kuris gali būti vadinamas dvifaziu, trifaziu arba dvifaziu.

Potencialų tiekimas perdavimo elektrodui yra sinchronizuojamas taip, kad visų PZZ-elementų potencialų šulinių krūviai būtų perduodami į registrą vienu metu. І vienam CCD elementų perdavimo ciklui, kaip bi „perkėlimas virvele“ krūvio krūvį į dešinę (arba į dešinę į dešinę). Na, o CCD elementas, pasirodęs „ekstremalus“, atidavė savo krūvį priedui, paslėptam registro išėjime – tobto pidsilyuvachu.

Paprastai paskutinis registras yra prijungtas prie priestato su lygiagrečiu įėjimu ir paskutiniu išėjimu. Todėl perskaičius visas atakas iš registro galima kreiptis dėl naujos eilės, tada atakuoti ir tokiu būdu suformuoti nenutrūkstamą analoginį signalą, paremtą dvimačiu fotosrovių masyvu. Savo pusėje paskutinio zsuvu registro (ty dvimačio fotosrovių masyvo eilučių) įvesties lygiagretus srautas užtikrinamas vertikaliai orientuotų paskutinių zsuvu registrų tvarka, kaip ji vadinama. lygiagretus registras zsuvu, Ir visa struktūra kaip visuma yra tik priedas, kuris vadinamas PZZ matrica.

Vadinami „vertikalūs“ nuoseklūs zsuvu registrai, kurie tampa lygiagretūs PZZ matricos, tarsi robotas būtų visiškai sinchronizuotas. Dvimatis PZZ matricos fotosrautų masyvas po vieną eilutę pasislenka žemyn, o po to tik kelios, nes priekinės eilės krūvis iš plyšio „pačiame nuoseklaus registro apačioje“, garsas. buvo išsiųstas į subsiluvachą. Iki paskutinio registro pabaigos lygiagrečios vibracijos veikia tuščiąja eiga. Na, pati PZZ matrica normaliems robotams yra privaloma, bet ji yra prijungta prie mikroschemos (ar jų rinkinio), kuri suteikia elektros pavarai potencialą tiek nuosekliai, tiek lygiagrečiai registrams, taip pat sinchronizuoja robotą su abu registrai. Be to, reikalingas laikrodžio generatorius.

Rėmo matrica

Šis jutiklio tipas yra paprasčiausias konstrukciniu požiūriu ir vadinamas Kadras po kadro PZZ matrica(Viso kadro CCD – matrica). Krim mikroschemų „surišimas“, tokio tipo matricai taip pat reikės mechaninio sklendės, kuri nutraukia šviesos srautą pasibaigus ekspozicijai. Neįmanoma pradėti skaityti įkrovų, kol visiškai neuždaryta sklendė – lygiagrečiojo registro darbo ciklo metu į odos pikselių fotosrovę pridedama elektronų įvestis, todėl fotonai atsitrenkia į CCD matricos paviršių. Šis reiškinys vadinamas Viso kadro matricos krūvio „ištepimas“.(Viso kadro matricos tepinėlis).

tokiu būdu, kadro skaitomumas tokioje schemoje supamas tiek lygiagrečių, tiek nuoseklių registrų veikimas. Taip pat akivaizdu, kad prieš baigiant skaitymo procesą būtina iškraipyti iš objektyvo sklindančios šviesos srautą, kad intervalas tarp ekspozicijų tezh sumokėti užstatą dėl skaitymo saugumo.

Naudojant pilną kadrų po kadro matricą, kurioje lygiagrečiojo registro krūviai netelpa į eilę nuosekliojo įvestyje, o pridedami prie buferinio lygiagretaus registro. Šis perkėlimų registras pagal pagrindinį lygiagretų registrą zsuvu, nuotraukų srautai iš eilės pereina į buferinį registrą, o tada eina į nuoseklaus registro zsuvu įvestį. Buferio registro viršus yra padengtas nepermatoma (dažniausiai metaline) skydeliu, o visa sistema atima pavadinimą matrica su kadrų buferiu(rėmas – perdavimo CCD).

Kadrų buferio matrica

Šioje schemoje greičiau „ištuštinami“ pagrindinio lygiagretaus registro potencialai, todėl eilutes perkėlus į buferį, odos eilutei nereikia tikrinti, ar sekantis nuoseklaus registro ciklas. Todėl tarpas tarp parodų trumpas, nors tuo pačiu krenta ir skaičiavimo greitis, eilė norima „pakelti kainą“ didesniam dienų skaičiui. Tokiu būdu intervalas tarp ekspozicijų sutrumpinamas tik dviem kadrams, jei noriu pridėti vietos prie buferio registro dydžio. Tačiau svarbiausia atkreipti dėmesį į mažą matricos dydį su kadrų buferiu – fotosrovių „maršrutu“, kuris, pajudėjęs, neigiamai reiškia jų vertybių taupymą. Ir bet kokiu atveju tarp kadrų kaltas mechaninis užraktas, todėl nereikėtų kalbėti apie nenutrūkstamą vaizdo signalą.

Matricos su stulpelių buferiu

Specialiai vaizdo technologijoms kuriamos naujo tipo matricos, tam tikru intervalu tarp eksponavimų minimizuojami ne keli kadrai, o nenutrūkstamam srautui. Zrozumіlo, saugumo sumetimais buvo galima vožtuvą perkelti į mechaninę sklendę.

Tiesą sakant, kokia yra schema, kuri gavo pavadinimą matricos su stulpelių buferiu(interline CCD matrica), kuri yra panaši į sistemas su kadrų buferiu; jame taip pat yra buferinis lygiagretusis registras zsuvu, tokios jungties PZZ elementai yra nepralaidūs uždengti. Tačiau buferis nėra maišomas viename bloke po pagrindiniu lygiagrečiu registru - jis „maišomas“ tarp pagrindinių registro įrašų. Dėl to buferinis registras yra pagrindinio registro odos stulpelio tvarka ir iškart po fotosrauto eksponavimo juda ne „iš viršaus į apačią“, o „į dešinę“ (arba „ į dešinę į kairę“) ir iš viso per vieną darbo ciklą išleidžiama buferio registrui, kaip visumai, turinčiam didesnį įžeidžiančio poveikio potencialą.

Išleistas buferio registre, mokestis pirmiausia nuskaitomas paskutiniame zsuva registre, tobto "sudeginti". Buferiniame registre nukritusios fotosrauto šukės iš viso paimamos per vieną ciklą, nėra nieko panašaus į „užtepimą“ įkrovą kadras po kadro matricoje mechaninio užrakto greičiui. O valandos ašis yra apnuoginta geriausiųjų odos rėmeliui už intervalo trivalumą, kuris rodomas buferio lygiagrečiojo registro išorėje. To priežastis yra ta, kad galima sukurti vaizdo signalą su dideliu kadrų dažniu – ne mažesniu nei 30 kadrų per sekundę greičiu.

Matrica su stulpelių buferizavimu

Dažniausiai literatūroje matricos su stulpelių buferiu vadinamos „susipynusios“ pienu. Viklikano tse, dainingai, tim, kad angliški pavadinimai „interline“ (eilių buferis) ir „interlaced“ (persidengimas) skamba dar panašiau. Tiesą sakant, skaitydami visas eilutes viename cikle, galite kalbėti apie matricą progresuojantis šakniastiebis(progresyvus nuskaitymas), o jei nesusietos eilutės skaičiuojamos pirmajam matui, o suporuotos eilutės nuskaitomos kitam (arba navpak), „mov go about“ matricos su eilute po eilutes(Interlace Scan).

Jei norite, kad pagrindinio lygiagretaus registro nuotraukų srautai skambėtų kaip buferinis registras, kuriam netaikomas „fotonų bombardavimas“, „Patepimo“ krūvis matricose su stulpelių buferizavimu(tepinėlis) taip pat žinomas. Viklikano ts chastkovymi trakkannyam elektronіv s potencialus yami "šviesos jutimo" PZZ-elementas potencialaus šulinio "buferyje", ypač dažnai tse vіdbuvaєtsya už arti maksimalaus, lygaus įkrovimui, jei pikselio ryškumas yra didesnis nei šventykla. Dėl to ant ženklo įkalnėje ir žemyn, šviesaus taško viduryje, išsitempia lengvas smugas, kuris yra puikus rėmas. Siekiant kovoti su šiuo nepriimtinu efektu, projektuojant jutiklį, „šviesai jautri“ ir buferinė erdvė turėtų būti išplėsta didesniu atstumu, vieno tipo. Suprantama, tai palengvina įkrovos keitimą, taip pat padidina šios operacijos valandinį intervalą, bėda ta, kad „tepimo“ įvaizdis neatima iš prekybininkų pasirinkimo.

Kaip buvo numatyta anksčiau, būtina, kad vaizdo signalas būtų saugus, kad jutiklis neblokuotų šviesos srauto tarp ekspozicijų, todėl mechaninis užraktas tokiose robotiškose mintyse (apie 30 operacijų per sekundę) gali lengvai išeiti. melodijos. Laimei, buferio eilutes galima įdiegti elektroninė sklendė, kuris geresniu būdu leidžia apsieiti be mechaninio užrakto, tačiau kitu būdu galite drąsiai pervertinti (iki 1/10000 sekundžių) ekrano vertę, kuri ypač svarbi swidkoline procesų fiksavimas (sportas, gamta plona). Tačiau elektroninis užraktas taip pat reiškia, kad matrica yra maža pasaulinio įkrovimo sistemai su potencialu, tuo tarpu viskas bus pasakyta eilės tvarka.

Už viską reikia mokėti, ir už galimybę formuoti vaizdo signalą tezh. Buferiniai registrai „atduoda“ nemažą matricos ploto dalį, todėl odos pikselis tame pačiame paviršiuje turi mažiau nei 30% šviesai jautrios srities, o viso kadro matricos pikselis tampa 70%. Dėl šio fakto daugumoje šiuolaikinių CCD matricų, esančių ant odos pikselio, mikrolęšius. Toks paprastas optinis tvirtinimas apima didelę CCD elemento ploto dalį ir fiksuoja visą dalį fotonų, kurie patenka į pirmąją dalį, į šviesos srauto koncentraciją, kuri savo krašte nukreipia uždengti kompaktiška šviesai jautri pikselio sritis.

Mikrolęšiai

Ant jutiklio krentantį šviesos srautą efektyviau gali fiksuoti šukės papildomiems mikrolęšiams, prie jų prisirišo ne tik sistemos su stulpelių buferizavimu, bet ir viso kadro matricos. Vtim, mikrolęšių taip pat negalima vadinti "sprendimais be trūkumų".

Būdami optinis priedas, mikrolęšiai prisideda prie vaizdo registravimo kitame pasaulyje, dažniausiai tai matoma svarbiausių kadro detalių aiškoje; Jų kraštai šiek tiek išsilydo. Iš kitos pusės, todėl vaizdas nėra toks platus, kaip turėtų būti - daugelyje vaizdų, tarsi suformuotų objektyvo, atkeršyti už linijas, jų išdėstymo dydį ir dažnį, artimą matmenims. CCD elementas ir tarpdigitalinės matricos. Tokia nuotaika kadre dažnai įtariama pėdos dalis(aliasing) - dainos spalvos pikselio patvirtinimas, neatsižvelgiant į tai, kuris uždaro vaizdo detalę kaip visą dalį. Dėl to paveikslėlyje esančios objekto linijos atrodo suplyšusios, dantytais kraštais. Išspręsti šią problemą fotoaparatuose su matricomis be mikroobjektyvų, brangu Filtro apsauga nuo spektro perdangos(anti-aliasing filtras), o jutikliui su mikrolęšiais tokio filtro nereikia. Vtіm, bet kuriuo metu už tse reikia sumokėti už tokį jutiklio paskirstymo sumažėjimą.

Jei apšvietimo objektas nėra pakankamai geras, rekomenduojama kiek įmanoma atverti angą. Tačiau tuo pačiu metu smarkiai padidėja pokyčių, patenkančių į matricos paviršių po stačiu šlaitu, skaičius. Mikrolęšiai mato nemažą tokių pokyčių dalį, todėl šviesos matricos efektyvumas (dėl to jie atidarė diafragmą) yra labai trumpas. Jeigu norima reikšti, kad krentant posūkyje, problemų keitimasis yra problema – įėjus į vieno pikselio silicį, fotonas su labai ilgaamžiškumu, kuris gali prasiskverbti į aukštą pastatą, gali būti molio medžiaga. kitas matricos elementas, kuris ves į kūrybą. Siekiant išspręsti problemą, matricos paviršius yra padengtas nepermatoma (pavyzdžiui, metaline) „grotele“, kurioje virizah yra padengtas mažiau šviesai jautriomis pikselių zonomis.

Istoriškai jis susiklostė taip, kad kadras po kadro receptoriai daugiausia naudojami studijos technikoje, o matricos su stulpelių buferiu – mėgėjų technikoje. Profesionaliose kamerose stimuliuojami abiejų tipų receptoriai.

Klasikinėje PZZ-elemento schemoje su vikoriniu elektrodu naudojami polikristalinio silicio elektrodai, jautrumą supa daline šviesos rozete elektrodo paviršiumi. Todėl augant specialiuose protuose, kurie padidina jautrumą mėlynose ir ultravioletinėse spektro srityse, iš galo apšviesta matrica blokuojama. Tokio tipo jutikliuose šviesa krenta ant pamušalo, o norint užtikrinti reikiamą vidinį fotoefektą, pamušalas buvo šlifuotas iki 10-15 mikrometrų storio. Šis apdorojimo etapas labai padidino matricos savikainą, be to, ūkiniai pastatai atrodė net kreivai, o sulankstyti ir eksploatuoti rodė didesnį rūpestingumą.

Foninio apšvietimo matrica

Akivaizdu, kad pasitelkus šviesos filtrus, kurie silpnina šviesos srautą, visos brangios operacijos su padidintu jautrumu švaisto jutimą, todėl foninio apšvietimo matricos sustabarės geriausiai astronominėje fotografijoje.

Jautrumas

Viena iš svarbiausių įrašymo įrenginio savybių, nesvarbu, ar tai fototerminis įrenginys, ar CCD matrica, jautrumas- Zdatnist su dainavimo rangu reaguoti į optinį viprominyuvannya. Kuo jautresnis, tuo mažiau šviesos reikia registravimo priedo reakcijai. Jautrumui apibrėžti buvo naudojamos skirtingos reikšmės (DIN, ASA), tačiau įsigalėjo praktika nurodyti parametrą ISO vienetais (Tarptautinė standartų organizacija - Tarptautinė standartų organizacija).

Okremiškam PZZ elementui reaguojant, šviesa seka krūvio susidarymą. Akivaizdu, kad PZZ matricos jautrumas susideda iš visų pikselių jautrumo ir apskritai slypi dviem parametrais.

Pirmasis parametras - integralinis jautrumas, kuris atitinka foto srauto dydį (miliamperais) iki šviesos srauto (liumenais) vibruojančios lempos atveju šildomas tokios volframo lempos spektrinis sandėlis. Šis parametras leidžia aštriu tašku įvertinti jutiklio jautrumą.

Kitas variantas yra monochromatinis jautrumas, todėl fotosrauto dydžio (miliamperais) ir pramonės šviesos energijos dydžio (milielektronovoltais) santykis, dėl kurio ilgai sergama. Surinkus visas monochromatinio jautrumo reikšmes daliai spektro, ką rėkti, tapti spektrinis jautrumas- Jautrumo kritimas šviesos vėjo dienomis. Tokiu būdu spektrinis jautrumas parodo jutiklio gebėjimą aptikti dainos spalvą.

Buvo aišku, kad kai kurie iš jų atrodo kaip neatsiejami, o fotografijos įrangos populiariuose pavadinimuose yra vienspalviai jautrūs. Be to, skaitmeninės fotografijos įrangos specifikacijose nurodomos jos charakteristikos lygiavertis jautrumas PZZ matricos ISO vienetais. O norint nustatyti lygiavertį jautrumą, meistrui pakanka žinoti fiksuojamo objekto diafragmos ir stiklakūnio šviesumą ir surinkti porą formulių. Pirma, ekspozicijos skaičius apskaičiuojamas kaip log 2 (L * S / C), kur L yra šviesumas, S yra jautrumas, o C yra ekspozicijos konstanta. Kita formulė nustato ekspozicijos skaičių, lygų 2 * log 2 K - log 2 t. Nesvarbu įvesti formulę, kuri leidžia apskaičiuoti, kai įvedate L, C, K ir t, kodėl S.

Matricos jautrumas yra neatsiejama reikšmė, nes ji slypi odos PZZ elemento jautrumui. Na, o matricos pikselio jautrumas yra, pirma, „pateiktų fotonų“ pavidalu. šviesai jautrios zonos sritis(užpildymo koeficientas) ir kitu būdu, vіd kvantinis efektyvumas(kvantinis efektyvumas), tai yra registruotų elektronų skaičiaus ir jutiklio paviršiuje nuskendusių fotonų santykis.

Daugelis kitų parametrų prisideda prie kvantinio efektyvumo. Pirma, tse našumo koeficientas- reikšmė, kuri atspindi dalį tylių fotonų, pavyzdžiui, rikošetą ant jutiklio paviršiaus. Didėjant fermentacijos koeficientui, pasikeičia fotonų, dalyvaujančių vidiniame fotoefekte, dalis.

Neatrodo, kad fotonai nusvyra ant jutiklio paviršiaus, nešdami krūvį, dalis jų „įstrigo“ ant paviršiaus, o dalis jų giliai įsiskverbia į PZZ elemento medžiagą. Akivaizdu, kad abiejų tipų smarvė fotosrovinio formavimo procese nedalyvauja. „Skverbiantis pastatas“ fotonai ties laidininku, kuris vadinamas molio koeficientas, Atsigulti kaip laidininko medžiagoje, taigi esant ilgam krintančios šviesos vėjui – „dovgokhvily“ dalelės prasiskverbia gausiau nei „trumpos pūkuotos“. PZZ elementas, reikalingas ilgalaikio nusidėvėjimo fotonams, kuris rodo matomą pokytį, pasiekti tokį molio koeficientą, kad vidinis fotoelektrinis efektas būtų artimas potencialui, padidindamas elektrono galimybę. vartoti.

Gana dažnai kvantinio efektyvumo vikoristo termino pakaitalas „Kvantinis išėjimas“(kvantinė išeiga), bet iš tikrųjų parametras parodo krūvininkų, kurie vibruoja, kai prarandamas vienas fotonas, skaičių. Suprantama, kad esant vidiniam fotoelektriniam efektui, pagrindinė krūvio masė vis tiek sunaudojama CCD elemento potencialo šulinyje, baltyminė elektronų dalis (arba dirokas) yra unikalios „pastos“. Skaitytojas turi formulę, apibūdinančią kvantinį efektyvumą, pasirodo pats nosies kiekis krūvyje, tarsi jis būtų iššvaistytas į potencialų skylę.

Svarbi PZD matricos charakteristika yra jautrumo slenkstis- registruojančios šviesos parametras, apibūdinantis mažiausią šviesos signalo, kurį galima registruoti, reikšmę. Kuo mažesnis signalas, tuo didesnis jautrumo slenkstis. Pagrindinis veiksnys, kuris supa jautrumo slenkstį, є tamsus strimas(Tamsioji srovė). Vіn є naslіdkom teploelektronі ї emisії ir vinikaє į PZZ-elementі tiekiant potencialą į elektrodą, po kuriuo susidaro potencialo šulinys. „Tamsiuoju“ šis stulpelis vadinamas tuo, kuris susideda iš elektronų, kurie buvo iššvaistyti į duobę dideliu šviesos srautu. Jei šviesos srautas silpnas, fotostrumo dydis yra artimas, o kartais mažesnis, sumažinkite tamsios strumos dydį.

Іsnuє tamsaus strumelio pasenimas priklausomai nuo jutiklio temperatūros; kai matrica įkaista iki 9 laipsnių Celsijaus, tamsus stulpas išauga dvigubai. Matricoms aušinti vicorous skiriasi šildymo sistemos (vėsinimas). Grindų kamerose, kurių svorio ir dydžio charakteristikos yra tarp aušinimo sistemų blokavimo, o kartais ir šilumokaičio kokybės, yra metalinis kameros korpusas. Studijoje tekhnіtsі praktiškai nėra vietos erdvei ir matmenims, be to, savo kambaryje leidžiama padidinti aušinimo sistemos yakі energijos tiekimą, skirstant į pasyviąją ir aktyviąją.

Pasyvios aušinimo sistemos Pasirūpinsiu mažiau „skidannya“ perteklinės atvėsusios šilumos pridėsiu į atmosferą. Šiuo atveju aušinimo sistema atlieka maksimalaus šilumos laidininko vaidmenį, kuris užtikrina efektyvų šilumos paskirstymą. Akivaizdu, kad temperatūra bus pridėta, ji atvės, negali būti žemesnė, žemesnė temperatūra tiesiog per karšta, todėl tai ir laikoma pagrindiniu trūkumu pasyvios sistemos.

Paprasčiausias pasyviosios šilumos mainų sistemos užpakalis radiatorius(radiatoriaus), kuris yra pagamintas iš medžiagos, turinčios šilumos laidumą, daugiausia - iš metalo. Su atmosfera besiliečiantis paviršius suformuoja formą, kuri užtikrina didesnį išsiplėtimo plotą. Didžiausias rozsiyuvannya majuto plotas pagrindinės radiatorių dalys, „žako“ formos, apvyniotas šiltai rožinėmis „galvomis“. Dažnai, norint priversti šilumos mainus, radiatoriaus paviršius prapučiamas. mikroventiliatorius panašūs ūkiniai pastatai, gretos aušintuvai(aušintuvas, iš žodžio cool-cool), asmeniniams kompiuteriams vėsinti procesorių. Darant prielaidą, kad mikroventiliatorius taupo elektrą, o vikoristinės sistemos vadinamos „aktyviomis“, o tai visiškai neteisinga, nes aušintuvai negali atvėsinti priedų iki žemesnės nei atmosferos temperatūros. Esant aukštai temperatūrai dabartiniais orais (40 laipsnių ir aukštesnė), pasyvaus aušinimo sistemų efektyvumas pradeda kristi.

Aktyvios aušinimo sistemos dėl elektrinių ar cheminių procesų saugu reguliuoti žemesnę temperatūrą būtiniausią laiką. Tiesą sakant, aktyvios sistemos „vibruoja šaltai“, tačiau, pamačius į atmosferą, tai tarsi prideda šilumos, kuri vėsina, taip pat ir aušinimo sistemos šiluma. Klasikinis aktyvaus aušintuvo užpakalis yra puikus šaldytuvas. Vtіm, nepaisant didelio KKD, jo svorio ir dydžio charakteristikos yra nepriimtinos studijinei fotografijos įrangai. Todėl užtikrinamas aktyvus vėsinimas Peltier sistemos, kurio darbas pagrįstas vienmačio efekto įvairove, jei dėl potencialų skirtumo dviejų laidininkų galuose akivaizdumo, paruoštas iki skirtingos medžiagos, ant šių laidininkų lazdelės gali matytis nuosėdos dėl įtampos poliškumo, arba šiluminė energija bus molinga. To priežastis yra pagreitis arba elektronikos padidėjimas dėl vidinio kontaktų skirtumo laidininkų potenciale.

Esant įvairiems n-tipo ir p-tipo šildytuvų deriniams, kuriuose atliekamas šilumos perdavimas, siekiant balanso tarp elektronikos ir laidų, sukeliamas maksimalus šilumos laidumo efektas. Tokiam stiprumui galima kaskaduoti Peltier elementų derinį, be to, skeveldros atrodo kaip molio karštis, todėl matosi, elementus reikia derinti taip, kad viena aušintuvo pusė būtų karšta, o kita – šalta. Dėl kaskadinio derinio Peltier elemento matricos tolimiausios pusės karštosios pusės temperatūra yra žymiai aukštesnė, ekstremaliausiu atveju žemesnė ir ji įkaista atmosferoje už pasyvių ūkinių pastatų, kad. yra radiatoriai ir aušintuvai.

Aktyvios aušinimo sistemos, vibruojančios Peltier efektą, gali sumažinti jutiklio temperatūrą iki nulio laipsnių, drastiškai sumažindamos tamsaus strypo temperatūrą. Tačiau pasaulinis PZZ matricos aušinimas kelia grėsmę kondensato lašams vandenyje ir dėl to elektronikos trumpiesiems jungimams. O kartais ribinis temperatūrų skirtumas tarp aušinimo ir šviesai jautrių matricos sričių gali sukelti nepriimtiną deformaciją.

Tačiau nei radiatoriai, nei aušintuvai, nei Peltier elementai nėra uždaryti prie grindų kamerų, apsupti automobilio ir matmenų. Natomas tokiai technikai, laimėtas metodas, pamatai vadinamiesiems juodi pikseliai(tamsūs atskaitos pikseliai). Pikselių skaičius yra padengtas nepermatoma medžiaga iš stulpelių ir eilučių išilgai matricos kraštų. Svarbi visų juodų pikselių nuotraukų srautų vidutinė vertė lygus tamsiai strumai. Akivaizdu, kad skirtingiems eksploatavimo protams (tos pačios kameros vidurinės šerdies temperatūra, baterijos strypas per plonas) tamsus ruožas bus skirtingas. Jei pasirinksite jogą kaip odos pikselio „stebėjimo tašką“, kad matytumėte jo vertę iš nuotraukų srauto, galėsite nustatyti, kuris kūrinių fotono krūvis nukrito ant CCD elemento.

Ignoruojant tai kitu būdu, tamsus šlamštas, kitas prisiminimas apie kitą veiksnį, kuris ribojasi su jautrumo slenksčiu. Їм є šiluminis triukšmas(šiluminis triukšmas), sukuriant per didelį potencialą ant elektrodų, yra tik chaotiškas elektronų srautas išilgai CCD elemento. Didelio lengvabūdiškumo vitrimai veda prie laipsniško elektronų kaupimosi potencialo šulinyje, o tai sukuria teisingą foto srauto vertę. Chim "dovsha" vitrimka, yra daugiau elektronų, kad jie "pametė" duobėje.

Kaip matote, stintų lengvumas vienos kasetės ribose yra užpildytas nuolatine, todėl jo negalima keisti iš kadro į kadrą. O skaitmeninio fotoaparato ašis leidžia nustatyti optimalią odos vaizdo ekvivalentinio jautrumo reikšmę. Pasiekite stipresnio vaizdo signalo pagalbą, kad išeitumėte iš matricos; Kodėl ši procedūra vadinama „Už lygiaverčio jautrumo skatinimą“, atspėdamas grotuvo garsumo valdiklio apvyniojimą.

Tokiu būdu, esant silpnam apšvietimui, priešais koristuvę iškyla dilema – arba skatinti lygiavertį jautrumą, arba padidinti vitrimką. Su šiuo abiejuose vipaduose nepaslėpkite rėmo su fiksuotos rožės triukšmu po juo. Tiesa, dosvіd pokazyє, scho z "dovgoї" vitrimtsі znіmok psuєtsya negarazd, tarsi iš stipresnio matricos signalo. Tačiau ekspozicijos trivialumas yra puikus, keliantis grėsmę kitai problemai - korystuvachas gali „nuimti“ kadrą. Tam, tarsi planuojant dažną buvimą patalpose, reikėtų rinktis fotoaparatą su didele objektyvo šviesos galia, taip pat tvirtesnį „intelektualų“ miegamąjį.

Dinaminis diapazonas

Matricos pavidalu pastatą reikia lengvai registruoti tiek su ryškia saule, tiek su silpna šviesa. Dėl to kaltas matricos potencialas, dar labiau įsivaizduojamas, taip pat atsiminkite, kaip sumažinti minimalų elektronų skaičių esant silpnam apšvietimui ir pritaikyti didelį krūvį, kuris atsiranda, kai intensyvus šviesos srautas patenka į jutiklį. . Toks vaizdas, kokį jį formuoja objektyvas, dažniausiai susidaro ir iš ryškiai apšviestų vietų, ir iš gilių šešėlių, o jutiklis kaltas užregistravęs visus taikiklius.

Jutiklio gebėjimas suformuoti gerą vaizdą su skirtingu apšvietimu ir dideliu kontrastu priklauso nuo parametro "dinaminis diapazonas", kuris apibūdina vaizdo nelygybės matricos kūrimą, projektuojamas ant її reєruyuchu paviršiaus, tamsiausių šviesiausios atspalvių. Išplėtus dinaminį diapazoną, padidės matomų ženklų skaičius, o perėjimai tarp jų maksimaliai padidins vaizdą, nes jį formuoja objektas.

Dinaminio diapazono įtaka kadro ryškumui (A – platus dinaminis diapazonas, B – siauras dinaminis diapazonas)

Charakteristika, apibūdinanti PZZ elemento gebėjimą kaupti vieną reikšmę, vadinama "Molio stiprumo skylės"(šulinio gylis), ir atrodo, kad turėtų būti deponuojamas matricos dinaminis diapazonas. Akivaizdu, kad silpną apšvietimą pakeičiant dinamine diapazonu, pridedamas tas pats jautrumo slenkstis, kuris savo juodumu reiškia tamsaus strypo dydį.

Akivaizdu, kad tai, ką jūs išleidžiate elektronams fotosrovėms kurti, yra ne tik krūvio su potencialu kaupimosi procese, bet ir jo transportavimo į matricos išėjimą metu. Dingo dėl elektronų dreifo, kuris perkeliant elektrodą „lūžo“ pagrindiniame krūvyje. Kuo mažiau „sunaikintos elektronikos“, tuo daugiau įkrovos perdavimo efektyvumas(Krovinio perdavimo efektyvumas). Šis parametras yra mutavęs languose ir rodo dalį įkrovos, kuri buvo sutaupyta valandai „perėjus“ tarp PZZ elementų.

Perdavimo efektyvumo poveikį galima parodyti užpakaliukui. Jei 1024 X 1024 matricai šio parametro reikšmė yra 98%, tai norint nustatyti centrinio pikselio fotosrauto vertę matricos išvestyje, reikia nustatyti 0,98 (priklausomai nuo galimo krūvio). būti perkeltas) į žingsnį 1024 (pikselių „susikirtimų“ skaičius) ir padauginkite iš 100 (procentais). Rezultatas visiškai nepatenkinamas – bus prarasta 0,0000001% išėjimo įkrovos. Akivaizdu, kad didėjant „perėjų“ skaičiui „perėjų“ daugėja. Be to, mažėja kadro skaitomumo greitis, iki kurio padidėjus perdavimo greičiui (siekiant kompensuoti padidėjimą) nemalonus „suplėšytų elektronų“ skaičius didėja.

Norint pasiekti pagrįstą kadro skaitomumo lygį aukštam krūvio perdavimo efektyvumui projektuojant PZZ matricą, planuojama „palaidoti“ galimų duobių išdėstymą. Zavdyaki tsomu elektroni ne taip aktyviai "prilimpa" prie elektrodіv perdavimo, o dėl "gilaus zaglyagannya" potencialo projektuojant PZZ elementą įvesti n kanalą.

Kalbant apie smailų užpakalio užpakalį: nors šioje matricoje 1024 X 1024 krūvio perdavimo sandėlyje efektyvumas yra 99,999%, tai jutiklio išėjime į fotosrovę centrinis krūvis praras 98,98% 1-osios burbuolės vertės. Kaip plečiama matrica? daugiaaukštis pastatas, tada reikalingas 99,99999% įkrovos perdavimo efektyvumas.

Žydi

Ramiose situacijose, jei vidinis fotoelektrinis efektas patenka į viršpasaulį elektronų skaičių, kuris viršija gelmes su potencialu, CCD elemento krūvis pradeda kilti išilgai išorinių pikselių. Ant ženklų yra reginys, kuris vadinamas "žydi"(iš anglų blooming - blooming), atrodo, kad balta spalva ir teisinga forma, o kuo daugiau elektronų pertekliaus, tuo daugiau žydi.

Žydėjimas turėtų būti skirtas papildomai sistemai elektroninis drenažas(perpildymo nutekėjimas), pagrindinė užduotis įvesti perteklinius elektronus su potencialinėmis skylėmis. Populiariausi variantai vertikalus drenažas(Vertikalus perpildymo nutekėjimas, VOD) vandens drenažas(Šoninis perpildymo nutekėjimas, VOD).

Sistemoje su vertikaliu drenavimu į matricinį pamušalą tiekiamas potencialas, kurio reikšmė parenkama taip, kad perskirstant gylį elektronų perteklius iš jo nutekėtų į pamušalą ir ten pakiltų. Šios parinkties minusas yra potencialių šulinių gylio pokytis ir, matyt, PZZ elemento dinaminio diapazono garsas. Taip pat akivaizdu, kad ši sistema neįstringa matricose dėl foninio apšvietimo.

Vertikalus elektroninis drenažas

Sistema su vibraciniais elektrodais, kuri neleidžia potencialiems elektronams prasiskverbti į drenažo griovelius, o tai lemia perteklinio krūvio padidėjimą. Šių elektrodų potencialas parenkamas kintamai iki perkėlimo pagal potencialų duobes barjero, jie nesikeičia savo gylyje. PZZ elemento šviesai jautri sritis sutrumpinama elektrodų nutekėjimui, o mikrolęšiai iškeliami į šviesą.

Paplūdimio elektroninis drenažas

Akivaizdu, kad negalima ignoruoti būtinybės prie jutiklio pridėti sudėtingos konstrukcijos drenažo priedą, kad būtų parodytas rėmas, kurį atneša žydėjimas. Tos elektroninės sklendės negali būti įgyvendintos be drenažo; vіn atlieka „užuolaidos“ vaidmenį su per trumpais priekiniais stiklais, tokio intervalo pakeitimo vertę, kuri turi įtakos krūvio perkėlimui iš pagrindinio lygiagretaus registro į buferinį lygiagretųjį registrą. "Užraktas", tai yra drenažas, zabіgaє įsiskverbimas į buferio duobes CCD-elementіv tylus elektronіv, scho pasislėpė "šviesos jutimo" pikseliai po to, kaip užduotys praėjo (ir gana trumpą) ekspozicijos valandą.

„Įstrigę“ pikseliai

Dėl kai kurių CCD elementų technologinių klaidų apvyniokite trumpiausią priekinį stiklą, dėl kurio šalia potencialo šulinio susikaupia laviną primenantys elektronai. Ant nuotraukos yra pikseliai, pavadinimai "įstrigo"(Įstrigę pikseliai), net stipriai dirgina taip pat kaip ir spalva, todėl kalbant apie ryškumą, be to, ant nejudančios rožės veido po triukšmu atsiranda smarvė, kai spalva yra ryški ir nepriklausomai nuo įkaitimo matrica.

Vidalennya lipnūs pikseliai programinė įranga kameros, užtikrinančios sugedusių PZZ elementų aptikimą ir jų „koordinačių“ įsiminimą nepastovioje atmintyje. Formuojant vaizdą, defektinių pikselių reikšmės nėra paimtos iš rožių, jos pakeičiamos savižudybės taškų reikšmių interpoliacija. Siekiant identifikuoti pikselio defektą paieškos procese, jo įkrova prilygsta etaloninėms reikšmėms, nes taip pat saugoma nuo energijos nepriklausomos kameros atmintyje.

Įstrižainės matricos išplėtimas

Kai kurie kiti parametrai, nurodantys, ar nurodytas skaitmeninis fotoaparatas rozmіr PZZ-matrica ant įstrižainės(dažniausiai colio dalimis). Ši vertė siejama su charakteristikomis, kurios yra didesnės nei jutiklio dydis, o tai reiškia, kad vaizdas, kurį sudaro optika, yra didesnis. Kad vaizdas būtų iškraipytas ant matricos įrašomojo paviršiaus, optinius elementus reikėtų padidinti. Nors „vaizdas“ sukuriamas lęšio taip, kad jis atrodytų mažesnis nei jutiklis, periferinės matricos sritys atrodo nepriimtos. Tačiau daugelyje vaizdo kamerų kameros neparodė, kad jų modeliuose viena megapikselių dalis pasirodė „netinkama“.

O skaitmeninių „refleksinių kamerų“, sukurtų 35 milimetrų technologijos pagrindu, ašis praktiškai pakeičia situaciją-vaizdą, tarsi jį suformuotų objektyvas, kertantis šviesai jautrią matricos sritį. Viklikano vertiname, kad jutikliai su 35 milimetrų plaukiko rėmo matmenimis yra brangesni ir kad vaizdo dalis, kurią sudaro objektyvas, atsirastų tiesiogine prasme „už kadro“. Dėl to objektyvo charakteristikos perkeliamos į „ilgo fokusavimo“ sritį. Todėl, rinkdamiesi pakaitinę optiką skaitmeniniam veidrodiniam veidrodžiui, turėtumėte židinio nuotolio didinimo koeficientas- Paprastai vin turėtų būti artimas 1,5. Pavyzdžiui, montuojant kintamąjį objektyvą 28-70 mm, darbo diapazonas tampa 42-105 mm.

Spėjimo koeficientas gali būti teigiamas ir neigiamas. Zocrema, zyomka yra sulankstytas su puikiu atvėsimu, tam reikės trumpo fokusavimo lęšių. 18 mm židinio nuotolio ir pigesnė optika yra brangesnė, tačiau skaitmeniniame veidrodyje ji pavirs į nereikšmingą 27 mm. Kita vertus, ilgo nuotolio objektyvai gali būti brangūs, o esant dideliam židinio nuotoliui, paprastai keičiama diafragma. O nebrangaus 200 milimetrų objektyvo, kurio koeficientas 1,5, ašis virsta 300 mm objektyvu, su kuriuo „dešiniosios“ 300 mm optikos diafragma yra f / 5,6, esant 200 mm šviesai. intensyvumas - f / 4,5 .

Be to, bet kuriam objektyvui būdingos tokios aberacijos, kaip lauko kreivumas ir iškraipymas, pasireiškiantis vaizdo ryškumu ir kreivumu šalia kadro kraštinių sričių. Nors matricos matmenys ir mažesni, mažesnio vaizdo dydžio, kurį formuoja objektyvas, „probleminių sričių“ jutiklis tiesiog nefiksuos.

Svarbu tai, kad matricos jautrumas yra susijęs su srities, kurioje atliekama registracija, matmenimis. Kuo šviesai jautresnė odos elemento sritis, tuo daugiau šviesos sunaudojama naujam ir tuo dažniau matomas vidinis fotoefektas, tokiu rangu padidėja viso jutiklio jautrumas. Be to, didelio dydžio pikselis leidžia sukurti potencialią „padidėjusio tūrio“ skylę, kuri teigiamai padidina dinaminio diapazono plotį. Priekinė skaitmeninių „refleksinių kamerų“ užpakalinė matrica, lygi matmenims už 35 milimetrų plaukiko rėmo. Skaitmeniniai jutikliai tradiciškai yra jautrūs ISO 6400 tvarkai (!), O ADC dinaminis diapazonas yra 10–12 bitų.

Tuo pačiu metu mėgėjiškų kamerų matricos turi dinaminį diapazoną, kuriam pakanka 8-10 bitų ADC, o jautrumas retai viršija ISO 800. To priežastis – ypatinga šios technikos konstrukcija. Dešinėje „Sony“ turi nedaug konkurentų gamindama mažo dydžio (1/3, 1/2 ir 2/3 colio įstrižainės) jutiklius mėgėjų technologijoms, ir to priežastis buvo kompetentingas požiūris į plėtrą. modelių asortimentą matricos. Kuriant juodąją kartą, matricomis iš razdilnoy zdatnistyu "megapikseliais daugiau" dar labiau rūpinosi priekinių jutiklių modelių visuma, be to, tiek dėl matmenų, tiek dėl sąsajos. Akivaizdu, kad fotoaparatų dizaineriai neturėjo galimybės „nuo nulio“ sukurti objektyvą ir fotoaparato „elektroninį įdarą“.

Vtіm, zі zіlshennyam razdіlnoї zdatnostі buferis lygiagrečiai regіstr zsuvu zaplyuє vis daugiau ir daugiau jutiklio srities, dėl to sritis yra jautri šviesai, o mystkіst potencіynoї yami greitai.

Leidžiama keisti šviesai jautrią PZZ matricos sritį skirtingu laiku.

Štai kodėl odai „N + 1 megapikselis“ verkia prekybininkų darbo kopija – atsiprašau, ne visada pavyksta.

Analoginis-skaitmeninis keitiklis

Vaizdo signalas, praleidžiamas per kristalą, turi būti perkeltas į išmanųjį kameros mikroprocesorių skaitmeninis formatas. Kam laimi analoginis-skaitmeninis keitiklis, ADC(analoginis į skaitmeninį konverteris, ADC) – priedas, paverčiantis analoginį signalą į skaitmenų seką. Jogo galvos charakteristika є talpa, todėl diskrečiųjų skaičius yra lygus signalui, kuris yra atpažįstamas ir užkoduotas. Norint apskaičiuoti rivnivo skaičių, rangų pasaulyje pakanka skambinti du. Pavyzdžiui, „8 bitų talpa“ reiškia, kad keitiklis gali priskirti 2 aštuntai signalui lygiai pakopai ir rodyti jas 256 skirtingomis reikšmėmis.

Dėl didelio ADC pajėgumo (teoriškai) galite pasiekti daugiau glibini spalva(spalvos gylis) maksimalus skaičius kolіrnykh vіdtіnkіv, jakas galima padaryti. Spalvų garsų gylis bitais, o garsų skaičius skaičiuojamas kaip i, nes i kіlkіst yra lygus ADC signalui. Pavyzdžiui, naudodami 24 bitų spalvų gylį, galite paimti 16777216 spalvų.

Tikrasis JPEG arba TIFF formatų failų spalvų gylis, nes juos parenka kompiuteris vaizdams apdoroti ir išsaugoti, yra apsuptas 24 bitų (8 bitai vienai odai spalvų kanalas- mėlyna, raudona ir žalia). Dėl šios priežasties kartais 10, 12 ir 16 bitų talpos ADC (ty 30, 36 ir 48 bitų sodrios spalvos) gali atleisti „over-the-top“ įrenginiai. Tačiau kai kurių skaitmeninės fotografijos įrangos modelių matricos dinaminis diapazonas gali būti platus ir net jei fotoaparatas turi nestandartinio formato (30–48 bitų) kadrų išsaugojimo funkciją, toliau apdorojant kompiuteriu galima vikorate "zayvі" biti. Kaip matote, ekspozicijos rozrahunkos atleidimas dėl pasireiškimo dažnumo bus paaukotas tik dėl fokusavimo netikslumų. Ir dėl to galimybė kompensuoti tokį atleidimą už „apatinio“ (apačiojo apdailinimo metu) arba „viršutinio“ (per apipjaustymo) taktų pagalbą atrodo dar labiau protėvių. Na, o jei ekspozicija atidaroma be atleidimo, tada nedelsdami „išspausti“ 30–48 bitus standartiniame 24 nėra ypač sulankstoma.

Akivaizdu, kad dėl padidėjusio ADC bitumo kaltas PZZ matricos dinaminis diapazonas, nes esant siauram ADC dinaminiam diapazonui su 10–12 bitų kanale, niekas nebus atpažintas. Ir svarbiausia, kitaip to pavadinti negalima, žemesniu už „36 bitų“ mįslės reklaminį triuką ir sukurti „48 bitų“ kuklios „milnicos“ spalvą su piv colių matrica išilgai įstrižainės. , arba net sukurti 30 bitų vimagaє spalvą, pavyzdžiui, minumum, sensorinį dum. 3 colių.

Kietieji diskai