Эхлээд электрон цэнэгийг хэмнэж, дараа нь унших санаатай PZZ-ийн зарчмыг BELL корпорацийн хоёр инженер эвдэж, жишээлбэл, 60-аад онд анх удаа шинэ төрлийн цахилгаан хэрэгслийг хайж олох зорилгоор задалжээ. EOM-д зориулсан санах ой, феррит цагираг дээрх санах ойг солих (такабула 'ят). Энэ санаа нь найдваргүй байсан ч цахиур нь чичиргээний харагдах спектрт хариу үйлдэл үзүүлэх чадварыг тэмдэглэж, түүний хөгжлийн набулагийн дүрсийг боловсруулах зарчмыг ялах санааг дэвшүүлэв.

Нэр томъёоны декодчилолыг харцгаая.

PCD товчлол нь "Цэнэглэх холбоосоор засах" гэсэн утгатай - энэ нэр томъёо нь англи хэлний "Charge-Coupled Devices" (CCD) -тэй төстэй юм.

Дани улсад ийм төрлийн холбох хэрэгслүүд илүү байж болно өргөн өнгөдүрс бүртгэх янз бүрийн оптоэлектроник хавсралт дээр зогсоо. Бидэнд дижитал камер, видео камер, сканнер хэрэгтэй.

Энэ нь гайхалтай дамжуулагч фотодиод хэлбэрээр PZZ хүлээн авагчийг юуг харгалзан үздэг вэ, энэ нь гэрэлд мэдрэмтгий майданчик, цахилгаан дохиог хүлээн авах хоёр цахилгаан контакттай юу вэ?

Перче, PZZ хүлээн авагч дахь ийм гэрэл мэдрэмтгий майданчик (ихэвчлэн пиксел гэж нэрлэдэг - гэрлийг хүлээн авч, цахилгаан цэнэгээр хувиргадаг элементүүд) нь хэдэн мянгаас хэдэн зуун мянга, хэдэн зуун мянга хүртэл илүү баялаг юм. Гэсэн хэдий ч okremikh пикселийн өргөтгөл нь 1-ээс хэдэн арван микрон хүртэл байж болно. Пикселүүдийг нэг эгнээнд чичиргээ хийх боломжтой - хүлээн авагчийг PZZ-шугам гэж нэрлэдэг, эсвэл ижил төстэй мөрүүдийг графикийн гадаргуу дээр байрлуулж болно - хүлээн авагчийн аль нэгийг PZZ-матриц гэж нэрлэдэг.

Raztashuvannya svіtlopriymalnyh elementіv (цэнхэр өнгийн тэгш өнцөгт) PZZ-шугам болон PZZ-матрицууд.

Өөр арга замаарМикрочиптэй төстэй PZZ хүлээн авагч нь цахилгаан дохиог дамжуулахад зориулагдсан олон тооны цахилгаан контактуудтай бөгөөд энэ нь арьсны гэрэлд мэдрэмтгий элементээр дамжих ёстой. Дараа нь электрон хэлхээг PZZ хүлээн авагчтай холбосон бөгөөд энэ нь арьсны гэрэл мэдрэмтгий элементээс түүний гэрэлтүүлэгтэй пропорциональ цахилгаан дохиог гаргах боломжийг олгодог.

PZZ-ийн функцийг дараах байдлаар тодорхойлж болно: гэрэлд мэдрэмтгий арьсны элемент - пиксел нь электроникийн эрдэнэсийн сан шиг ажилладаг. Электроникууд нь dzherel-ээс ирдэг гэрлийн урсгалын дор пикселээс ирдэг. Урьдчилан тогтоосон завсарлагааны дараа арьсан пикселийг нэг цагийн турш гудамжинд салхинд хийсгэх мэт шинэхэн уусан гэрлийн хэмжээгээр электроноор дүүргэх алхам алхмаар байна. Тодорхой цаг дууссаны дараа арьсны пикселээр хуримтлагдсан цахилгаан цэнэгийг утсаар дамжуулан төхөөрөмжийн "гадагш" руу шилжүүлж, устгадаг. Цахилгаан хяналтын хэлхээний гэрэл мэдрэмтгий элементүүдийг нүүлгэн шилжүүлдэг болорын гэрлийн бүтцэд бүх зүйл үнэ цэнэтэй юм.

Практикт PZZ-матриц ижил аргаар ажилладаг. Pіslya eksponuvannya (zasvіchuvannya The image scho proektuєtsya) Электрон диаграм upravlіnnya priladit podaє дээр Демба хөрвөх nabіr іmpulsnih naprugi, SSMSC pochinayut zrushuvati stovptsі нь nakopichenimi нь pіkselyahuyutsы in pіkselyahuyutsы-д pіkselyahuyutsы нь Monopichenimi нь to edgezіnachuyutsы нь Mongolia. vimiruvalny элементийн перпендикуляр, шинэ дохио үүсгэх, арван цэнэгтэй пропорциональ. Ийм байдлаар, арьсны довтолгооны агшинд бид хуримтлагдсан цэнэгийн болон алдааны утгыг авч, матриц дээрх аль пикселийг (мөр ба баганын дугаар) харгалзан үзэх боломжтой.

Үйл явцын физикийн талаар товчхон.

Кобын хувьд CCD нь функциональ электроникийн прототип гэж тооцогддог бөгөөд үүнийг конденсаторыг дэмждэг транзистор гэсэн дөрвөн радио элементийн цуглуулга гэж үзэх боломжгүй юм. Үүний үндэс нь цэнэгийн холбоосын зарчим юм. Цэнэглэх vicoristovuє хоёр vіdomі z электростатик байрлалын зарчим:

1. нэг удаагийн хураамж авдаг,
2. боломжит энерги нь хамгийн бага байдаг тэнд прагматик roztashuvatisya цэнэг. Тобто. бүдүүлэг - "риба шукає тэнд, де глибше".

Cob uyavimo sobi MOS конденсатор нь (MOS - хурдан урсгалтай металл исэл дамжуулагч). MOS транзистороос гадуур үлдсэнийг нь сонго, тиймээс шинэ саваа, ороомог аваарай, энэ нь зүгээр л электрод, диэлектрик бөмбөлөг бүхий цахиурт ус-цахиур юм. Дуу дуулахын тулд удирдаач нь p хэлбэрийн байх нь чухал тул ижил чухал оюун ухаанд дирокын концентраци нь бага электроноор баялаг (цөөн тооны дарааллаар) их байдаг. Цахилгаан эрчим хүчний хувьд "зэрлэг" -ийг цэнэг, электроны урвуу цэнэг гэж нэрлэдэг. эерэг цэнэг.

Та ийм электрод (үүнийг хаалт гэж нэрлэдэг) эерэг потенциалыг юунд ашиглахыг хүсч байна вэ? Цахиурын хагарлын диэлектрик дээр нэвтэрч, рукли дирка үлээж, хаалтаас үүссэн цахилгаан орон; z'yavlyaєtsya zbіdnena талбай - sevny obsyag цахиур, vіlny vіd гол хамар. Ердийн PZZ дүүргэгч дэвсгэрийн параметрүүдийн хувьд талбайн гүн нь 5 микронтой ойрхон байх ёстой. Navpaki, электрон, гэрлийн дор энд гэж нэрлэдэг, хаалт татагдаж, хаалт дор дунд ямар ч цахиурын исэл interdispersion дээр хуримтлагддаг, тиймээс тэд боломжит худаг руу унаж (Зураг. 1).

Цагаан будаа. нэг
Хөшигний нэмэлт хүчдэл бүхий боломжит цоорхой

Дэлхий дээрх бүх электроникийн хувьд нүхэнд хуримтлагдах нь ихэвчлэн цахилгаан талбарыг саармагжуулдаг бөгөөд энэ нь дамжуулагчийн хаалтаар үүсгэгддэг бөгөөд гэмтлийг бүрэн нөхөж чаддаг тул бүх цахилгаан орон нь зөвхөн диэлектрик дээр унадаг. бүх зүйл эргэлдэж, эргэн тойронд нь нимгэн электрон бөмбөлөг хуваагдана.

Одоо хаалтаас өөр хаалтыг цэнэглэж үзье, эерэг потенциал нь шинэ, үүнээс гадна илүү том, доод хэсэгт ашиглагдана (Зураг 2). Хэрэв та цоорхойг хаавал тэдгээрийн потенциалууд нэгдэж, ижил потенциал нүхэнд байгаа электронууд "глибша" гарч буй мэт талбай руу шилжинэ.
Цагаан будаа. 2
Битүү нээгдсэн хоёр хаалтны боломжит худгийг давхцуулах. Цэнэг нь эдгээр газрууд руу урсдаг, глибшагийн боломжит нүх.

Одоо бид хаалтуудыг хааж чадвал тэдгээрийг эрчим хүчээр хангах, хянах, цэнэгийн багцыг нутагшуулах ажлыг ийм бүтцэд шилжүүлэх боломжтой болох нь тодорхой болно. PZZ-ийн гайхамшигт хүч - өөрийгөө сканнердах хүч нь ланцет хаалтыг удирдахад гурван цагны дугуй хангалттай байдагт суурилдаг. (Цахилгаан дахь автобус гэдэг нэр томъёо нь ижил төрлийн элементүүдийг холбодог цахилгаан урсгалын дамжуулагч, цагны автобус - фазын хүчдэлээр дамждаг дамжуулагч юм.) Үнэн хэрэгтээ цэнэгийн багцыг шилжүүлэхэд шаардлагатай бөгөөд хангалттай юм. хүлээн авах, дамжуулах хосуудыг нэг болгон хуваах нэг дамжуулалттай гурван электродтой байх, мөн ийм гурвалсан электродуудыг нэг нэгээр нь нэг цагны автобусанд холбож болох бөгөөд энэ нь зөвхөн нэг гадаад дамжуулалтыг илэрхийлнэ (Зураг 1). 3).

Цагаан будаа. 3
Хамгийн энгийн гурван фазын PZZ бүртгэл.
Арьсны боломжит нүхний цэнэг өөр байна.

Tse ба є PZZ дээрх хамгийн энгийн гурван фазын регистрийн zsuvu. Ийм бүртгэлийн мөчлөгийн диаграммыг зурагт үзүүлэв. 4.

Цагаан будаа. 4
Гурван фазын регистрийг удирдах мөчлөгийн диаграммууд нь гурван меандр, 120 градусын эвдэрсэн байна.
Потенциалыг өөрчлөх үед цэнэгүүд өөрчлөгддөг.

Үүнийг шинэ хүмүүсийн хувьд харж болно хэвийн ажиларьсны агшинд, нэг цагийн автобус ашиглаж байгаа цаг нь өндөр потенциалтай холбоотой, нэгийг ашиглах үед бага потенциал (саад бэрхшээл) буруутай. Нэг автобусны потенциалыг нэмэгдүүлж, дараагийн (урагш) дээр буулгахад бүх цэнэгийн багцыг хоёрдогч хаалга руу нэг цагийн турш шилжүүлж, дараагийн мөчлөгт (арьсны фазын автобусанд нэг цикл) цэнэглэх багцуудыг шилжүүлнэ. регистрүүдийн нэг элементийг гүйцэтгэнэ.

Хөндлөн шулуун шугамын ойролцоо цэнэгийн багцыг нутагшуулахын тулд зогсоох суваг гэж нэрлэгддэг суваг үүсдэг - дамжуулах сувгийн дагуу явах ёстой гол гэрлийн байшингийн концентраци ихэссэн нарийн үеүүд (Зураг 5).

Цагаан будаа. тав.
Бүртгэлийн "шатаах" харагдах байдал.
Блок дахь дамжуулах суваг шууд зогсох сувгуудаар хүрээлэгдсэн байдаг.

Баруун талд, гэрлийн байшингийн концентрацийг буулгах гэж байгаа тул түүний доорх хаалган дээр тодорхой хүчдэлтэй, талбай хаалттай байна (энэ параметр нь MOS бүтцийн хилийн стресс гэх мэт өөр юу ч биш). Зөн совингийн ойлголтоос харахад байшингийн концентраци их байх тусам дамжуулагчийн энерги их байх тусам тэдгээрийг гүн рүү оруулах нь илүү чухал, дараа нь стрессийн хязгаар их байх болно, эсвэл ижил хүчдэлтэй байх болно. , бага боломж.

асуудлууд

Дижитал төхөөрөмжүүдийн сонголтын хувьд хавтан дээрх параметрүүдийг өөрчилснөөр та төхөөрөмжүүдийн параметрүүдийг (дискрет хүчдэлийн түвшний роботын масштаб) хэд хэдэн удаа завсарлагагүйгээр хүрч болно, дараа нь PZZ-д, жишээ нь концентраци өөрчлөгдөнө. байшин дээр, энэ нь . Энэ нь болорын өсөлтөд өөрийн гэсэн бэрхшээлийг нэмж өгдөг бөгөөд BIS санах ой шиг захиалга хийх боломжгүй, тэр ч байтугай гэмтэлтэй байшингууд нь болорыг бүхэлд нь ашиглах боломжгүй болоход хүргэдэг.

Podbag

PZZ матрицын өөр өөр пикселүүд нь технологийн хувьд гэрэлд өөр өөр мэдрэмжийг бий болгодог бөгөөд ялгааг засах шаардлагатай байдаг.

Дижитал CMA-ийн хувьд энэ залруулга нь Auto Gain Control (AGC) систем гэж нэрлэгддэг

AGC систем хэрхэн ажилладаг

Энгийн байхын тулд үүнийг илүү нарийвчлан авч үзэхгүй байцгаая. CCD зангилааны ADC-ийн гаралт нь боломжит тэгшитгэлтэй тэнцүү байна гэж үзье. 60 бол цагаан өнгийн дундах тоо гэж бодъё.

1. PZZ шугамын арьсны пикселийн хувьд стандарт цагаан гэрлээр гэрэлтүүлэх үед утгыг тооцдог (мөн илүү ноцтой төхөөрөмжүүдийн хувьд - "хар тэнцүү" гэсэн уншилт).
2. Энэ утгыг жишиг түвшний (жишээлбэл, дундаж) харьцуулна.
3. Сүүлийн утгууд ба лавлагааны хоорондох ялгааг арьсны пикселийн хувьд санаж байна.
4. Надаль, сканнердах үед арьсны пикселийн зөрүүг нөхдөг.

AGC системийг эхлүүлэх нь сканнерийн системийг эхлүүлэхээс хойш бусад цаг тутамд хийгддэг. Чантли, та машиныг асаахад нэг цагийн дараа сканнерийн тэрэг аажмаар хөдөлж эхэлдэг гэдгийг тэмдэглэв. AGC системийг эхлүүлэх бүх үйл явц. Систем нь бас vrakhovu stan lampi (хуучин).

Тиймээс та өнгөт сканнераар хангагдсан жижиг MFP-үүд хар, хөх, ногоон гэсэн гурван өнгийн хар өнгийн дэнлүүг асаалаа гэж хүндэтгэл үзүүлэв. Зүгээр л эхийг нь гэрэлтүүлье. RGB сувгуудаас бусад матрицын мэдрэмжийг богино хугацаанд засахаар тохируулсан.

пивтонив тест (СҮҮДЭРЛЭХ ТУРШ)инженерийн даалгаврын журмыг эхлүүлж, залруулгын утгыг бодит оюун ухаанд хүргэх боломжийг танд олгоно.

Бүх зүйлийг жинхэнэ, "байлдааны" машин дээр харахыг хичээ. Үүний үндэс болгон бид өргөн хүрээний, алдартай төхөөрөмжийг авдаг SAMSUNG SCX-4521 (Xerox Pe 220)

Манай тохиолдолд CCD нь CIS (Холбоо барих зургийн мэдрэгч) болж хувирдаг гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй, гэхдээ үндсэндээ авч үзсэн зүйлийн мөн чанар өөрчлөгддөггүй. Зүгээр л цайвар будгийн зурааснууд нь джерело гэрэл шиг хог хаягдалтай байдаг.

Аав:

CIS-ийн дүрс дохио нь 1.2-той ойролцоо байх ба төхөөрөмжийн хянагчийн (ADCP) ADC хэсэг (ADCP) дээр байж болно. SACP-ийн дараа аналог дохио CIS-ийг 8 битийн тоон дохио болгон хувиргах болно.

SADC дахь дүрсийг боловсруулах процессор, эхлээд ая засах функц, дараа нь гамма залруулах функц. Үүний дараа өгөгдлийг ажлын горимоос хамааран өөр өөр модулиудад оруулна. Текст горимд зургийн өгөгдөл LAT модуль руу, Фото горимд зургийн өгөгдөл "Алдаа тараах" модуль руу, PC-Scan горимд DMA хандалтаар дамжуулан зургийн өгөгдөл шууд компьютерт очно.

Ялалтын өмнө дэлгэцийн налуу дээр цагаан цаасан дээр цэвэрхэн нуман хаалга тавь. Хөөрөгний голд байрлах оптик, бүдгэрсэн утаатай, сканнерын шил нь "вилизаны" урд байгаа нь тодорхой байв.

1. TECH MODE горимоос сонгоно уу
2. Зургийг скан хийхийн тулд ENTER товчийг дарна уу.
3. Скан хийсний дараа CIS SHADING PROFILE гарч ирнэ. Ийм хуудасны жишээг доор үзүүлэв. obov'yazkovo биш, scho vin нь таны үр дүнгийн хуулбар байж болно, гэхдээ зурагтай ойрхон байна.
4. Хэрэв үзүүлсэн зураг нь жижиг дээр үзүүлсэн зургаар хүчтэй гажуудсан бол CIS буруу байна. Хүндэтгэл гэж нэрлэхийн тулд нуман хаалганы доод хэсэгт бөгж "Үр дүн: OK" гэж бичнэ. Tse гэдэг нь CIS модульд ноцтой нэхэмжлэл гаргах тогтолцоо байхгүй гэсэн үг юм. Тэгэхгүй бол өршөөлийн үр дүн гарна.

Роздрукивка профайлын жишээ:

Чамд амжилт хүсье!!

SPbDU (LDU), SPbETU (LETI) болон Axl-ийн нийтлэл, лекцийн материалд үндэслэсэн. Диакуэмо їм.

В.Шеленберг бэлтгэсэн материал

Хатуу төлөвт фотоэлектрик хувиргагч (TFEP) нь дамжуулах EPT-ийн аналог юм.

TFEP 1970-аад оны cob хар тугалга, CCD тухай болон okremikh seredkіv сайжруулах цутгасан байна, MIS-чи MOS-бүтцийн конденсатор хийх. Ийм энгийн конденсаторын хавтангийн нэг нь металл хайлуулах M, нөгөө нь дамжуулагч доторлогоо P ( х- эсвэл n-дамжуулагч), диэлектрик D нь доторлогооны P. нимгэн бөмбөлөг дээр хэрэглэж байгаа нь дамжуулагчаар үйлчлэх P. доторлогооны P нь хүлээн авагч нь хайлш, zastosovuetsya цахиур юм ( х-төрөл) эсвэл донор ( n-төрөл) байшин, сарлаг D - цахиурын исэл SiO 2 (див. мал. 8.8).

Цагаан будаа. 8.8. MOS конденсатор

Цагаан будаа. 8.9.Цахилгаан талбайн доорх цэнэгийн шилжилт

Цагаан будаа. 8.10.Гурван фазын PZZ системийн зарчим

Цагаан будаа. 8.11.Хоёр фазын PZZ систем дэх цэнэгийн хөдөлгөөн

Металл электрод дээр хүчдэл өгөхөд түүний доор "шуурах" буюу үндсэн бус хамар нь "чангарах" боломжтой нүх (манай төрлийн электроникийн хувьд), гол хамар нь дирка үүсдэг. хамар нь голуудын концентрацаас өндөр байж болно. Диэлектрикийн ойролцоо D pіdkladtsі P vinikaє іnversіyny бөмбөлөг, дамжуулах чанар нь zvorotny болж өөрчлөгддөг.

PZZ-ийн цэнэгийн багцыг цахилгаан зам эсвэл гэрэл үүсгэх замаар нэвтрүүлж болно. Гэрэл үүсгэх үед цахиурын нэгэн адил фотоэлектрик процесс нь боломжит худагт бага зэргийн элэгдэл хуримтлагдахад хүргэдэг. Хуримтлагдсан цэнэг нь хөнгөн ба хуримтлагдсан цагтай пропорциональ байна. PZZ-д цэнэгийг чиглүүлэх нь ойролцоо хананы шалан дээрх MOS конденсаторыг өргөтгөх замаар хангадаг бөгөөд ингэснээр тэдгээрийн чичиргээний хэсгүүд огтлолцож, хүчирхэгждэг. Хэрэв тийм бол боломжит нүх байгаа хэсэгт бага зэргийн цэнэгийн сул цэнэг хуримтлагдана.

Электродын доор хуримтлагдах цэнэгийг гэрэл цацрах дор цэнэг байг У 1 (хуваа. Зураг 8.9). Одоо suidny электрод дээр юу байна У 2 хүчдэл өгөх У 2 > У 1, дараа нь өөр боломжит нүх гарч ирэхийг заана, glibsha ( У 2 > Унэг). Тэдгээрийн хооронд цахилгаан талбайн хэсэг, бөөгнөрөлийн ойролцоо бага зэргийн хамар (электроник) шилжилт хөдөлгөөн (өнхрөх) байдаг (див. 8.9-р зураг). Цэнэг шилжүүлэх давхар чиглэлийг унтраахын тулд электродын дараалал, 3 электродын бүлэгт нэгтгэгдэнэ (див. Зураг 8.10).

Жишээлбэл, 4-р электродын дор цэнэг хуримтлагдаж, түүнийг баруун тийш шилжүүлэх шаардлагатай бол баруун электрод 5-ыг илүү өндөр хүчдэлээр хангана ( У 2 > У 1) мөн цэнэг хаана ч урсаж байна гэх мэт.

Бараг бүхэл бүтэн цахилгаан хэрэгслийг гурван дугуйнд авчирсан.

Би - 1, 4, 7, ...

II - 2, 5, 8, ...

III - 3, 6, 9, ...

Манай vipad нь "Би хүлээн авах болно" гэсэн хүчдэлтэй ( У 2) 2 ба 5-р электродууд дээр байх боловч электрод 2-ыг электрод 4-ээс салгаж, цэнэгийг хэмнэнэ, электрод 3 (үүний хувьд).

У 3 = 0), зүүн тийш урсах урсгал байхгүй болно.

Гурван цус харвалттай робот PZZ нь гурван электродын (дундаж) байгаа байдлыг телевизийн дүрсийн нэг элемент рүү шилжүүлж, гэрлийн урсгалаар ялсан талбайн квадратыг өөрчилдөг. Богино хугацаанд хэд хэдэн дунд (электродууд) PZZ металл электродууд болон диэлектрик бөмбөлөгүүд нь шаталсан хэлбэрээр цутгасан байна (див. 8.11-р зураг). Энэ нь цахилгаан импульс хэрэглэх үед янз бүрийн гүнд байх чадвартай йогийн янз бүрийн талбайн дор хүчдэл үүсгэх боломжийг олгодог. Глибшийн нүхэнд судидын төвөөс илүү их цэнэгийг гадагшлуулдаг.

Хоёр фазын PZZ системийн хувьд матриц дахь электродын тоо (дундаж) гуравны нэгээр буурч байгаа нь боломжит хөнгөлөлтийг уншихад таатай байна.

PZZ нахиа нь дууг бүртгэх, санах ойн хавсралт болгон тоолох техникээр vicorist-ээр цоолж байв. Системд цэнэгийг нэвтрүүлэхийн тулд тарилгын диодыг ланцетны ховил дээр байрлуулсан бөгөөд lance-ийн төгсгөлд харагдахуйц диод, n-p-эсвэл p-n-политранзисторуудын CCD ланцуудын эхний ба үлдсэн электродууд (дундууд) -тай хамт хэрэглэгддэг MOS-ийн бүтцүүдийг харна уу.

Гэхдээ CCD нь гэрэлд илүү мэдрэмтгий байдаг тул мартагдсан хавсралт биш харин гэрэл хүлээн авагчийн хувьд ялах нь илүү үр дүнтэй, илүү үр дүнтэй гэж хэлэх нь ховор байсан.

PZZ-матриц нь фотодетекторын хувьд ялсан тул энэ эсвэл өөр электродын дор цэнэгийн хуримтлалыг оптик аргаар (гэрлийн тарилга) хийж болно. PZZ матрицууд нь үндсэндээ гэрэлд мэдрэмтгий аналог регистр гэж хэлж болно. Өнөөдөр PZZ нь санах ойн хавсралт (санах ой) биш, харин зөвхөн фотодетектор юм. Факс машин, сканнер (PZZ шугам), камер, видео камер (PZZ матриц) дээр өмхий үнэр гарч ирдэг. CCD-чип гэж нэрлэгддэг vikoristovuyutsya телевизийн камер дээр дуу.

Бүх цэнэгийг 100% гэдэс рүү шилжүүлдэг гэдгийг бид хүлээн зөвшөөрсөн. Гэсэн хэдий ч бодит байдал дээр зардлаа дуудах шаардлагатай байдаг. dzherel нэг vtrat є "pastka", zdatnі zahopluvati гэж utrimuvati deyaky цагийн хураамж. ЦИ цэнэг нь гэдэсний гэдэс рүү урсдаггүй, учир нь дамжуулах хурд маш их байх болно.

Өөр нэг шалтгаан нь механизм өөрөө юм. Цэнэг шилжүүлэх эхний мөч нь хүчтэй цахилгаан талбарт тохиолддог - шилжилт хөдөлгөөн Э. Гэсэн хэдий ч завсарлагатай цэнэгийн ертөнцөд талбайн хүч буурч, шилжилтийн үйл явц бүдгэрдэг тул үлдсэн хэсэг нь сарнисан тархалтаар дамждаг бөгөөд дрифтээс 100 дахин их байдаг. Үлдсэн хэсгийг нь авах нь swidcode-ийг багасгах гэсэн үг юм. Drift нь 90% гаруй дамжуулалтыг өгдөг. Гэсэн хэдий ч vіdsotki є үлдсэн хэсэг нь үндсэн зардал юм.

Нэг шилжүүлгийн мөчлөгийн дамжуулалтын коэффициент илүү их байг к= 0.99, тэнцүү мөчлөгийн тоог харгалзан Н= 100, мэдэгдэхүйц нийт шилжүүлгийн коэффициент:

0,99 100 = 0,366

Маш олон тооны элементүүдтэй бол лансерын хувьд бүхэлдээ чухал ач холбогдолтой нэг элементэд зарцуулах нь ач холбогдолгүй болох нь тодорхой болж байна.

Тиймээс PZZ матриц дахь цэнэгийн шилжүүлгийн тоо богино байгаа тухай мэдээлэл нь онцгой ач холбогдолтой юм. Хоёр фазын PZZ матрицын хувьд цэнэгийн дамжуулалтын коэффициент нь гурван фазын системд бага байх болно.

Мэдрэгч - толгойн элементдижитал камер

Дижитал видео эсвэл гэрэл зургийн камерын зүрх (тэдгээрийг алхам алхмаар арилгадаг) нь гэрэл мэдрэмтгий мэдрэгч юм. Vіn хувиргах нь цахилгаан дохион дээр харагдахуйц гэрэл бөгөөд нэмэлт электрон хэлхээг боловсруулахад зориулж дахин боловсруулдаг. Ахлах сургуулийн физикийн хичээлээс харахад энгийн бөөмс - фотонуудын урсгал шиг хөнгөн харагдах боломжтой нь тодорхой байна. Photoni, VioVprovіdnikiyih Materivіv, Zdatnі үйлдлүүдийн гадаргуу дээр толбо хамгаалагч Elektronіv Tu DIROK (Nagadymo, Scho Dirkoyu нь Naidvіdniki nasivati ​​nasivati ​​myster нь Elektron, Scho Би Vnaslivіvіvіvіvи андуурч байна Vnaslivіvіvіvіn андуурч байна. атомууд sentіvіdnikovo). Гэрлийн урсгалын дор электрон-дирковын хос үүсэх үйл явц нь фотоны энерги хангалттай байвал электроныг цөмөөс устгаж, дамжуулалтын бүсэд шилжүүлэхэд л боломжтой юм. Фотоны энерги нь унаж буй дэлхийн хуучин салхитай далд холбоотой бөгөөд энэ нь өнгөний чичиргээ гэж нэрлэгддэг зүйлд хэвтэж чаддаг. Үзэгдэх мужид (хүний ​​нүдээр мэдрэгддэг) фотонуудын энергийн хэлбэлзэл нь цахиур гэх мэт хагас дамжуулагч материалыг электрон-дирков хос үүсгэхэд хангалттай юм.

Тогтсон фотоэлектрик электронуудын хэмжээ нь гэрлийн урсгалын эрчтэй шууд пропорциональ байдаг тул туссан гэрлийн хэмжээг түүний үүсгэсэн цэнэгийн хэмжээгээр математикийн аргаар хэлж болно. Энэхүү энгийн физик үзэгдлийн үндсэн дээр гэрэл мэдрэмтгий мэдрэгчүүдийн зарчим байдаг. Мэдрэгч нь фотоныг бүдгэрүүлэх, цэнэг болгон хувиргах, хуримтлуулах, хүчдэлд шилжүүлэх гэсэн таван үндсэн үйлдлийг гүйцэтгэдэг. Төрөл бүрийн мэдрэгч болон zdijsnyuyut zavdannya zberigannya болон хуримтлал фотоэлектроныг өөр аргаар бэлтгэх технологийн хэлбэрээр урсдаг. Нэмж дурдахад хуримтлагдсан электронуудыг өөр өөр аргууд болон хувиргах нь ялалтад хүргэж болно цахилгаан хүчдэл(аналог дохио) нь өөрийнхөөрөө дижитал дохио болж хувирдаг.

PZZ мэдрэгч

Түүхээс харахад видео камерын анхны гэрэл мэдрэмтгий элементүүд нь 1973 онд олноор үйлдвэрлэгдэж эхэлсэн CCD матрицууд байсан. PZZ товчлолыг цэнэглэх дууны хавсралт болгон тайлсан; Английн уран зохиолд CCD (Charge-Coupled Device) гэсэн нэр томъёо ялалт байгуулсан. Хамгийн энгийн PZZ мэдрэгч нь гэрлийн урсгалын дор цахилгаан цэнэгийг үүсгэдэг конденсатор юм. Диэлектрик бөмбөлөгөөр тусгаарлагдсан хоёр металл хавтангаас бүрдэх эцсийн конденсаторыг MOS конденсатор гэж нэрлэх ёсгүй. Тэдний дотоод бүтцийн цаана ийм конденсаторууд нь сэндвич металл, исэл ба дамжуулагч (өмхий болон нэрээ авч хаях өгөгдлийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн эхний үсэг шиг). Викор дамжуулагчийн нэгэн адил р хэлбэрийн цахиурын хайлш нь байшинд атом нэмэхийн тулд (хайлшлах) илүүдэл бохирдолд ордог ийм дамжуулагч юм. Диэлектрикийн нимгэн бөмбөлөг (цахиурын исэл) розташованиагийн дамжуулагч дээр байрлуулсан бөгөөд араатан дээр металл бөмбөг байрлуулсан бөгөөд энэ нь хаалтын функцийг гүйцэтгэдэг бөгөөд ингэснээр хээрийн транзисторын нэр томъёонд нийцдэг (Зураг 1). ).

Өмнө нь төлөвлөсний дагуу кондуктор дээр гэрлийн дусаах дор электрон-дирков бооцооны төлбөр тооцоо хийгддэг. Үүсгэх процессоос протео дараалал үүсч, урвуу процесс нь дирок ба электронуудын дахин нэгдэл юм. Тийм учраас орж ирээд тогтсон цахилгаан бараа, хог хаягдлаа хувааж, шаардлагатай цагийг сунгаж хэмнэж хэвших хэрэгтэй. Aje ижил kіlkіst ilkіst іn fotoelectronіv іnformatsiyu іnformatsіyu іntensivnіst pohlenny svіtla. Үүний хувьд хаалт нь тусгаарлагч диэлектрикийн бөмбөг юм. Хаалтанд эерэг потенциал нөлөөлсөн гэж үзье. Энэ үед үүссэн цахилгаан орны урсгалын дагуу дамжуулагчийн цахилгаанчны хагарлыг нэвтлэн гол цэнэг зөөгч болох дирка нь цахилгаанчны дугуйн дээр задарч, дараа нь цахилгаанчингийн шилбэ рүү задарч эхэлдэг. дамжуулагч. Дамжуулагч ба диэлектрикийн хоорондох хил дээр талбайг гол хамар, өөрөөр хэлбэл талбайгаар хааж, тухайн талбайн тэлэлт нь хэрэглэж буй потенциалын хэмжээнээс хамаарч хадгалагдах ёстой. Энэ бүс нь өөрөө фотоэлектронуудын "цуглуулга" юм. Үнэн хэрэгтээ гэрлийн дамжуулагчийн хувьд тогтсон электроник ба бохирдол нь эсрэг чиглэлд нурж унах болно - дамжуулагчийн завсарт, электроник нь хагарсан бөмбөг болж унах болно. Энэ бөмбөгөнд ямар ч чулуу байхгүй тул электроникийг шаардлагатай цагийн турш дахин нэгтгэхгүйгээр тэнд хадгална. Мэдээжийн хэрэг, электронуудын хуримтлал нь шавхагдашгүй шинж чанартай байдаг. Дэлхий дээрх электронуудын хооронд илүү олон тооны электронууд байдаг бөгөөд эерэг цэнэгтэй цацрагууд нь хаалтаас үүссэн оронтой параллель шулуун цахилгаан орон үүсгэдэг. Үүний үр дүнд дамжуулагчийн дундах талбар тэг болж өөрчлөгддөг бөгөөд үүний дараа сансрын шал, электроникийн үйл явц боломжгүй болно. Үүний үр дүнд электрон-Дирк хосыг бий болгох нь рекомбинацийг дагалддаг бөгөөд ингэснээр хаалттай бөмбөг дэх "мэдээллийн" электроникийн тоо нэмэгдэхээ болино. Энд та мэдрэгчийн багтаамжийг дүүргэх тухай ярьж болно.

Бид барилгын мэдрэгчийг хоёр чухал ажил - фотоныг электроник болгон хувиргах, хуримтлуулах зорилгоор авч үзсэн. Эдгээр мэдээллийн электроникийг хөрвүүлэх үндсэн блокуудад шилжүүлэх ажил алдагдсан тул мэдээллийг мэдэх үүрэг алга болсон.

Бид нэг диэлектрикийн гадаргуу дээр нэг биш, харин нягт оёдол бүхий хаалтуудын мөчрийг харж байна (Зураг 2). Фотогенерацийн үр дүнд нэг хаалтны доор электрон хуримтлагдана. Хэрэв газрын хаалга нь илүү өндөр эерэг потенциал өгөх юм бол электрон төхөөрөмж хүчтэй талбайн бүсэд шилжиж эхлэх бөгөөд ингэснээр тэд нэг хаалганаас нөгөөд шилжих болно. Одоо бид хаалтуудыг хааж чадвал тэдгээрийг хянах боломжтой өөр өөр хүчдэлээр хангах замаар ийм бүтцийг ашиглан цэнэгийн багцын локалчлалыг шилжүүлэх боломжтой болох нь тодорхой болно. Циома дээр мөн адил энгийн зарчимтэр суурь нь цэнэгийн холбоостой хавсаргасан байна.

PZZ-ийн гайхамшигт хүч нь хуримтлагдсан цэнэгийг хөдөлгөхөд бүх гурван төрлийн хаалт хангалттай байдаг - нэг дамжуулагч, нэг хүлээн авагч, нэг тусгаарлагч, хүлээн авах, дамжуулах хосыг нэг нэгээр нь хуваарилдаг. -Ийм гурвын цагийн хаалт нь нэг цагийн автобусанд нэг байж болох бөгөөд энэ нь зөвхөн нэг гадаад дэлгэц гэсэн үг юм (Зураг 3). Tse ба є PZZ дээрх хамгийн энгийн гурван фазын регистрийн zsuvu.

Dosi mi PZZ-мэдрэгчийг зөвхөн нэг хавтгайд харав - vzdovzh хажуугийн зүсэлт. Бидний алсын харааны талбайн цаана электроныг зайлуулах механизм нь урт гэрлэлттэй төстэй хаалт бүхий хөндлөн чиглэлд хаагдсан байв. Враховючи, дамжуулагчийн гэрэлтүүлэг нь ийм гэрлэлтийн хил хязгаарт жигд биш, гэрлийн урсгалын дор электроникийн суурилуулалтын хурд нь хаалтаар солигддог. Хэрэв та электронуудын байршлын ойролцоох байршилд очиж дасаагүй бол тархалтын үр дүнд электронуудын концентраци нь гэрлийн эрчмийг өөрчилсөн тухай мэдээлэл устах болно. шугам алга болно. Мэдээжийн хэрэг, хаалтыг өмнөхтэй адил хөндлөн чиглэлд өргөтгөх боломжтой, гэхдээ үүнийг хугацаанаас нь өмнө бэлтгэх хэрэгтэй. их тоо PZZ матриц дээрх хаалтууд. Тиймээс гэрлийн байшинд нүүх нь дамжуулагчийн эмэгтэйн эхнэр болох зогсоох суваг (Зураг 4) гэж нэрлэгддэг хожуу ялалтын үед байгуулагдсан электроныг нутагшуулахын тулд. Байшингийн концентраци их байх тусам ийм дамжуулагчийн дунд илүү зэрлэгүүд тогтдог (байшингийн арьсны атомыг зэрлэг байгаль байгуулахаас өмнө авчирдаг). Ale, зэрлэг ан амьтдын концентраци, хэвтэж, энэ тохиолдолд түүний доорх хаалган дээр даралтыг талбайгаар тогтооно. Зөн совингийн хувьд кондуктор дахь дирокийн агууламж их байх тусам нүүрсийг шатаах нь илүү чухал гэдгийг ойлгосон.

Хуримтлагдсан цэнэгийг дамжуулах суваг нь дамжуулагчийн гадаргуу дээр байрладаг тул бид гадаргуугийн дамжуулах сувгаар PZZ-тэй холбогдох PZZ-матрицын бүтцийг судалж үзсэн. Дамжуулах өнгөц арга нь зуу дахь дамжуулагчийн хүчнээс үүдэлтэй зуу дахь nedolіkіv-ээс бага байж болно. Баруун талд, задгай орон зайд дамжуулагчийн хашлага нь одод хашгирах маш олон ул мөр бүхий йогийн болор торны хамгийн тохиромжтой тэгш хэмийг эвдэж байна. Хатуу биетийн нарийн физикийг судлахгүйгээр электроникийн хувьд ижил төстэй хураангуй энергийн зуурмаг үйлдвэрлэх боломжтой гэдгийг хүндэтгэх нь зүйтэй. Үүний үр дүнд электронуудын хуримтлагдсан гэрлийг нэг хаалганаас нөгөөд шилжүүлэхийн оронд эдгээр зуурмагаар дүүргэж болно. Үүнээс гадна, ийм оо нь электроникийг дамжуулж чадахгүй, шаардлагатай бол эхлүүлэхгүй. Дамжуулагч нь "чимээ" үүсгэдэг бололтой - өөрөөр хэлбэл, хаалтанд хуримтлагдсан электронуудын хэмжээ нь шаварлаг чичиргээний эрчмийг зөв тусгадаггүй бололтой. Иймэрхүү илрэлийг нуух боломжтой, гэхдээ хэнд шилжүүлэх суваг өөрөө хайгуулчны нүүрсийг зайлуулах шаардлагатай байдаг. Энэхүү шийдлийг 1972 онд Philips-ийн мэргэжилтнүүд хэрэгжүүлсэн. Энэ санаа нь p хэлбэрийн дамжуулагчийн гадаргуугийн талбайн ойролцоо электроны үндсэн цэнэг дэх дамжуулагч болох n хэлбэрийн дамжуулагчийн нимгэн бөмбөлөг байдаг (Зураг 5) дээр үндэслэсэн байв.

Энэ хоёрын холбоо гэдгийг мэдэх нь сайн хэрэг янз бүрийн төрөлдамжуулалт шилжилтийн хооронд битүү бөмбөлөг байгуулах хүртэл бий болгох. rahunok dіfuzії dirok би elektronіv v zaєmno protilezhnyh prilezhnymi їх рекомбинацын хувьд Vіdbuvaєtsya tse. Хаалтанд эерэг потенциал нийлүүлэх нь нөлөөлөлд өртсөн талбайн тэлэлтийг нэмэгдүүлдэг. Энэ нь одоо талбай өөрөө хаалттай, эсвэл фотоэлектронуудын багтаамж нь гадаргуу дээр биш, харин электроны хувьд гоймон дээр байгаа нь онцлог юм. Ийм дамжуулах сувгийг хавсралт гэж нэрлэдэг бөгөөд одоогийн бүх PPP нь хавсралт дамжуулах сувгаас өөрөө бэлтгэгддэг.

Бидний хянаж үзсэн PZZ-мэдрэгчийн үйл ажиллагааны үндсэн зарчмууд нь PZZ матрицын архитектурын ард бусдад урам зориг өгөхөд ашиглагддаг. Бүтцийн хувьд хоёр үндсэн матрицын схемийг харж болно: жааз тус бүрээр дамжуулах ба мөр хоорондын шилжүүлэг.

Хүрээ тус бүрээр дамжуулдаг матриц нь хуримтлал ба хадгалах гэсэн ижил тооны мөр бүхий хоёр тэнцүү хэсэгтэй. Эдгээр хэсгүүдийн арьсан эгнээ нь гурван хаалт (дамжуулагч, хүлээн авагч, тусгаарлагч) -аар бэхлэгдсэн байна. Нэмж дурдахад, аль хэдийн төлөвлөсөн байсан тул бүх эгнээ нь хэвтээ шугам дээр хадгалах зайг бүрдүүлдэг зогсоох сувгийн шугамгүйгээр тусгаарлагдсан байна. Тиймээс PZZ-матрицын (пиксел) хамгийн жижиг бүтцийн элемент нь гурван хэвтээ хаалт, хоёр босоо зогсолтын сувгаас үүсдэг (Зураг 6).

Нөлөөлөх цагийн дор фотоэлектронууд хэсгийн ойролцоо хуримтлагддаг. Хаалга руу илгээсэн хэд хэдэн мөчлөгийн дараа хуримтлагдсан цэнэгийг хуримтлуулсан хэсгээс сүүдэрт хадгалах хэсэг рүү шилжүүлж, бүх хүрээг дахин шилжүүлнэ. Тиймээс ийм архитектур нь PZZ-ийн нэрийг кадр бүрээр шилжүүлэхээс хасав. Шилжүүлсэн хэсгийн дараа хуримтлал нь цэвэрлэгдэж, дахин хуримтлагдсан төлбөр байж болно, мөн санах ойн хэсгээс төлбөр нь хэвтээ унших бүртгэлд байх ёстой. Хэвтээ бүртгэлийн бүтэц нь PZZ мэдрэгчийн бүтэцтэй төстэй - эдгээр нь цэнэгийг шилжүүлэх гурван хаалга юм. Хэвтээ регистрийн арьсны элемент нь санах ойн хоёр дахь хэсэгтэй цэнэглэх холбоостой байж болох бөгөөд хуримтлагдсан хэсгээс арьсны цагны импульсийн хувьд бүх эгнээ унших бүртгэлд багтах бөгөөд дараа нь гаднах мэдрэгч рүү шилжүүлнэ. боловсруулах.

PZZ-матрицын схемийг судалж үзсэн боловч зөвхөн нэг хязгааргүй ялгаа байдаг - өндөр дүүргэлтийн хүчин зүйл. Энэ нэр томъёог матрицын гэрэл мэдрэмтгий талбайн нийт талбайн өргөтгөлийг нэрлэхэд ашигладаг. Хүрээ тус бүрээр дамжуулах матрицын хувьд дүүргэлтийн коэффициент 100% байж болно. Энэ онцлог нь бүр эмзэг дагалдах хэрэгслийн үндсэн дээр бүтээх боломжийг танд олгоно.

Хүрээ тус бүрээр дамжуулдаг матрицын хянагдсан хоосон тос нь хэд хэдэн дутагдалтай байж болно. Шилжүүлэх үйл явцыг хөнгөвчлөх боломжгүй байгаа нь бидний хувьд чухал юм. Нөхцөл байдал нь сөрөг илрэлийг бага түвшинд хүргэх явдал юм. Хэсэгээс цэнэгийг шилжүүлэх явцад эхнийх нь хадгалах хэсгийн хуримтлалыг тодруулж, фотоэлектроныг хуримтлуулах процессоор дүүргэдэг. Зургийн гай гамшиг хэн нэгний хураамжийн багцаас өөрсдийн хувь нэмрийг авч, тэр богинохон цагийн дотор салхинд хийсэхийн тулд ийм дарсыг тэднээр дамжин өнгөрнө гэдгийг авчрахын тулд. Хүрээний үр дүн нь онцлог шинж чанартай байдаг босоо өөдгүй, энэ нь зургийн хууран мэхлэгчдийн үзэмжээс бүхэлд нь хүрээг хамарна. Мэдээжийн хэрэг, ижил төстэй үзэгдлүүдтэй тэмцэхийн тулд та янз бүрийн заль мэхийг зогсоож, хамгийн радикал аргаар эсэргүүцэх боломжтой - хуримтлуулах хэсэг ба дамжуулах хэсгийн доор, ингэснээр шилжүүлгийг сүүдэртэй хэсэгт үргэлжлүүлнэ. Ийм архитектурын матрицууд нь мөр хоорондын дамжуулалтаас PZZ-ийн нэрийг хассан (Зураг 7).

Үүний зэрэгцээ, өмнө дурьдсанчлан, фотодиодууд хуримтлагдсан цэнэгийн элементүүд болох жааз тус бүрээр дамждаг матриц энд гарч ирдэг (фотодиодуудыг дараа нь авч үзэх болно). Фотодиодоор хуримтлагдсан цэнэгүүд нь цэнэгийг холдуулж байгаа мэт сүүдэрт PZZ-элементүүдэд дамждаг. Босоо PZZ бүртгэл дэх фотодиодуудаас бүх хүрээг шилжүүлэх нь нэг цагийн мөчлөгт дамждаг нь чухал юм. Хоол тэжээлийн хуулийг буруутгах: яагаад ийм архитектур нь эгнээ хоорондын шилжүүлгийн нэрийг ("мөр дамжих" гэсэн нэр томъёог бас ашигладаг) авч хаясан бэ? Талбай руу тэлэхийн тулд эгнээ хоорондын зайг нэрлэх, мөн кадр бүрээр дамжуулахын тулд бид дүрсийг дэлгэцэн дээр харуулах, видео дохио үүсгэх үндсэн зарчмыг таамаглаж байна. Ажилтны дохио нь тухайн цагт дэлгэцэн дээр сканнердсан цахим дохиог нэг эгнээнээс довтолгооны чих рүү шилжүүлэхэд шаардлагатай эгнээ хоорондын зайгаар тусгаарлагдсан дохионоос бүрдэнэ. Є мөн завсрын promiski - нэг цаг, энэ нь эхний эгнээний cob (шинэ хүрээний шилжилт) нь үлдсэн эгнээний төгсгөлөөс солилцох шилжих шаардлагатай байна.

Фрейм хоорондын дамжуулалт бүхий CCD матрицын архитектурыг тодорхойлохын тулд фрэймийг хуримтлуулах хэсгээс хадгалах хэсэг рүү шилжүүлэх нь фрэйм ​​хоорондын интервалын цаг тутамд видео дохио руу ордог нь тодорхой болсон. Tse y zrozumilo, бүх хүрээг шилжүүлэхэд нэг цагийн чухал интервал шаардлагатай. Мөр хоорондын шилжүүлгийн архитектурт хүрээг шилжүүлэх нь нэг мөчлөгт явагддаг бөгөөд нэг цагийн турш бага хэмжээний интервалд хүрэх боломжтой. Зургийг аудио дохионы хэвтээ бүртгэл рүү явахын тулд өгсөн бөгөөд дамжуулалтыг видео дохионы интервалын эгнээний хооронд хэдэн цагаар эгнээнд хийдэг.

Crim хоёр өөр төрлийн PZZ-матрицууд нь бусад схемүүд дээр суурилдаг. Жишээлбэл, хэмнэлтийн хэсгийн мөр хоорондын шилжүүлгийн PZZ-матрицад нэмэх үед хүрээ хоорондын ба эгнээ хоорондын механизмыг (мөр хоорондын шилжүүлэг) хослуулсан схем гарч ирнэ. Хүрээг шилжүүлэх үед гэрэл мэдрэмтгий элементүүдийг нэг цагийн мөчлөгт эгнээ хоорондын зай, нэг цагийн хүрээ хоорондын интервалын хувьд хүрээг авах хэсэгт (хүрээ хоорондын дамжуулалт) шилжүүлдэг; Хэсэгээс хүрээг авах үед эгнээ хоорондын зай (хүрээ хоорондын дамжуулалт) эхний цагийн турш хэвтээ бүртгэлд шилжинэ.

AT Амралтын цаг nabuli найман хэсэг пиксел utvoryuyut зэрэг анхны stylnikovu архитектурыг vikoristovuyut super-CCD (Super CCD) гэж нэрлэгддэг өргөтгөсөн. Үүний гэрлийн хувьд цахиурын ажлын гадаргуу нэмэгдэж, пикселийн өргөн (PZZ-ийн пикселийн тоо) хөдөлдөг. Нэмж дурдахад, пикселийн найман өнцөгт хэлбэр нь гэрэл мэдрэмтгий гадаргуугийн талбайгаас том байна.

CMOS мэдрэгч

Зарчмын хувьд хамгийн жижиг төрлийн мэдрэгч нь CMOS мэдрэгч гэж нэрлэгддэг мэдрэгч юм (CMOS - нэмэлт металлын исэл дамжуулагч; англи хэлээр - CMOS).

CMOS мэдрэгчийн дотоод бүтэц өөр байж болно. Тиймээс гэрэл мэдрэмтгий элементийн хувьд фотодиод, фототранзистор эсвэл фотовентилятор ажиллах боломжтой. Гэрэл мэдрэмтгий элементийн төрлөөс үл хамааран фото үүсгэх процессыг хариуцдаг дирок ба электронуудыг хуваах зарчмыг байнга үгүйсгэдэг. Хамгийн энгийн төрлийн фотодиодыг авч үзье, түүний өгзөгөөс бүх фотоэлелүүдийн ажиллах зарчмыг ойлгоход хялбар байдаг.

Хамгийн энгийн фотодиод бол n ба p төрлийн дамжуулагчийн контакт юм. Эдгээр дамжуулагчийн харилцан үйлчлэлийн үед хэсэг нь хаалттай байдаг тул утас, электроникоос ангид байдаг. Ийм талбай нь үндсэн цэнэгийн тээвэрлэгчдийн харилцан эсрэг чиглэлд тархсаны дараа үүсдэг. Дирк нь p-уух дамжуулагчаас (бүсээс tobto, de їх халих) n-дуслын дамжуулагч руу (концентраци багатай бүс рүү) нурж, электронууд шулуун шугам руу, дараа нь n- p-dp руу дүрэх дамжуулагч. Дирк ба электронуудын ийм дахин нэгдлийн үр дүнд бүс нутаг үүсч, үүсдэг. Нэмж дурдахад зодуулсан талбайн хил дээр тэдний байшингууд ил байдаг бөгөөд үүнээс гадна n-бүсэд эерэг цэнэгтэй, p-бүсэд сөрөг байдаг. Нөлөөлөлд өртсөн хэсгийн хилээр тархсан ЦИ цэнэг нь хоёр хавтангаас бүрдэх хавтгай конденсаторт үүссэнтэй төстэй цахилгаан орон үүсгэдэг. Энэ талбар нь өөрөө фото үүсгэх явцад тогтсон цахилгаан ба электронуудын өргөн талбайн функцийг ялдаг. Ийм орон нутгийн талбар (йогог бас боломжит саад гэж нэрлэдэг) байгаа нь гэрэл мэдрэмтгий мэдрэгчийн хувьд чухал мөч юм (фотодиодын хувьд багагүй).

Фотодиодыг гэрлээр гэрэлтүүлж, гэрлийг өөрчлөхөөс өмнө n-дамжуулагч, перпендикуляруудын p-n-шилжилтийг унадаг (Зураг 8). Фотоэлектроник ба фотоэлектрик нь болорын цөмд тархах ба дахин нэгдээгүй хэсэг нь p-n уулзварын гадаргуу дээр хүрнэ. Гэсэн хэдий ч хүчтэй цахилгаан оронтой электроникийн хувьд - хайх боломжгүй шилжилт - боломжит саад тотгор, электроникууд p-n-шилжилтийг даван туулж чадахгүй. Dirks сайн, navpaki, prikoryuyutsya цахилгаан талбар болон p-бүс нутгийг нэвтэрч. Гэрэл ба электронуудын нээлттэй талбайн үр дүнд n муж сөрөг (хэтэрхий фотоэлектрон), p муж эерэг цэнэгтэй (хэтэрхий фотоэлектрик).

PZZ мэдрэгч хэлбэрийн CMOS мэдрэгчийн гол онцлог нь цэнэг хуримтлуулах бус, харин илүү хол дамжуулах арга юм. PZZ-ийн дотор талд байрлах CMOS технологи нь гэрэл мэдрэмтгий матрицыг товойлгон байрлуулсан болор дээр шууд олон тооны үйлдлийг гүйцэтгэх боломжийг олгодог. Krim vilnennya elektronіv їх дамжуулалт, CMOS мэдрэгч нь дүрсийг боловсруулах, зургийн контурыг харах, аналог-тоон хувиргалт дахь шилжилт, чичиргээг өөрчлөх боломжтой. Үүнээс гадна програмчлалын CMOS мэдрэгчийг бий болгох боломжтой бөгөөд үүнээс гадна илүү баялаг функциональ нэмэлтүүдийг авах боломжтой.

Нэг микро схемээр гүйцэтгэх ийм өргөн хүрээний функцууд нь PZZ-ээс CMOS технологийн гол давуу тал юм. Хэн нь богино хэмжээний шаардлагатай дууны бүрэлдэхүүн хэсгүүдтэй байдаг. CMOS мэдрэгчийн дижитал камер дахь шилжүүлэгч нь бусад чипүүдийг, жишээлбэл, дижитал дохионы процессор (DSP) болон аналог-тоон хувиргагчийг газар дээр суулгах боломжийг олгодог.

CMOS технологийн ууртай хөгжил 1993 онд идэвхтэй пиксел мэдрэгч бий болсноор эхэлсэн. Энэхүү технологийн тусламжтайгаар арьсны пиксел нь өөрийн гэсэн транзисторжуулсан унтраалгатай байж болох бөгөөд энэ нь цэнэгийг пиксел дээр тасалдалгүйгээр хүчдэл болгон хувиргах боломжийг олгодог. Нэмж дурдахад мэдрэгчийн арьсны пикселд хангалттай нэвтрэх боломжтой болсон (үүнтэй төстэй). үйл ажиллагааны санах ойхангалттай хандалттай). CMOS мэдрэгчийн идэвхтэй пикселийн цэнэгийн уншилтыг зэрэгцээ хэлхээний дараа гүйцэтгэдэг (Зураг 9), энэ нь арьсны пиксел эсвэл пикселийн баганаас ирсэн дохиог дунд хэсэггүйгээр унших боломжийг олгодог. Хангалттай хандалт нь CMOS мэдрэгч нь зөвхөн матрицыг бүхэлд нь төдийгүй сонгосон хэсгүүдийг (утасгүй унших арга) унших боломжийг олгодог.

PZZ-ийн өмнө CMOS матрицын давуу талуудаас үл хамааран (гол шалтгаан нь хямд үнэ) өмхий үнэр нь олон тооны дутагдалтай байж болно. CMOS матрицын талст дээр нэмэлт хэлхээнүүд байгаа нь транзистор, диод зэрэг хэд хэдэн хэт ачаалал үүсэхээс өмнө, мөн хэт их цэнэгийн нөлөөгөөр CMOS матрицыг "шуугиантай" болгодог. Тийм ч учраас мэргэжлийн дижитал камерууд удахгүй PZZ матрицаар ялж, CMOS мэдрэгчүүд вэб камерууд харагдах хүртэл хямд хавсралтын зах зээлийг эзэмших болно.

Хэрхэн өнгө гаргах вэ

Илүү их гэрэл мэдрэмтгий мэдрэгчтэй, илүү реактив байх тусам гэрлийн эрч хүч бага тусах болно - хэрэв эрч хүч байвал илүү их цэнэг хуримтлагдана. Хоол тэжээлийн хуулийг буруутгах: зургийн өнгийг хэрхэн оруулах вэ?

Камерыг өнгийг ялгах чадвартай болгохын тулд идэвхтэй пикселийг өнгөт шүүлтүүрийн массиваар (CFA, өнгөт шүүлтүүрийн массив) давхарлана. Өнгөт шүүлтүүрийн зарчим нь бүр ч хялбар байдаг: дарс нь дуулах өнгөний дээгүүр гэрлийг дамжуулдаг (өөрөөр хэлбэл зөвхөн дуулах салхитай гэрэл). Гэхдээ эдгээр шүүлтүүрүүдийн хэд нь хэрэгтэй вэ, тиймээс хичнээн өөр өнгө нь хил хязгааргүй байдаг вэ? Энэ нь гарч байна, ямар нэгэн өнгөний схем байгаа эсэхээс үл хамааран та гол (үндсэн) өнгөний зарим хэсгийг дуулах харьцаанаас салгаж болно. Хамгийн алдартай нэмэлт загвар RGB (Улаан, Ногоон, Цэнхэр) нь улаан, ногоон, цэнхэр гэсэн гурван өнгөтэй байдаг. Энэ нь зөвхөн гурван өнгөт шүүлтүүр хэрэгтэй гэсэн үг юм. RGB өнгөт загвар нь цорын ганц биш бөгөөд хамгийн чухал дижитал вэб камерууд өөрсдөө ялдаг.

Хамгийн алдартай шүүлтүүрийн массив бол Bayer загвар юм. Миний системд улаан, ногоон, цэнхэр шүүлтүүрийг шалгах дарааллаар байрлуулсан бөгөөд ногоон шүүлтүүрийн тоо хоёр дахин том, доод улаан эсвэл цэнхэр өнгөтэй байна. Оёдлын дараалал нь ногоон өнгийн хооронд улаан, цэнхэр өнгийн шүүлтүүрүүдийг оёдог (Зураг 10).

Ийм spіvvіdnoshennia ногоон, улаан, цэнхэр шүүлтүүрийг zorny sprinyatta хүмүүсийн онцлог шинж чанараар тайлбарладаг: бидний нүд нь ногоон өнгөт мэдрэмтгий байдаг.

PZZ-камеруудад гурван өнгөт сувгийн нийлбэрийг аналогоос дижитал руу шилжүүлсний дараа дүрсийг бий болгох хавсралтад хийдэг. CMOS мэдрэгчийн хувьд будлианыг чипээс шууд харж болно. Ямар ч тохиолдолд арьсны шүүлтүүрийн үндсэн өнгө нь мэдрэмтгий шүүлтүүрүүдийн сайжруулсан өнгөнүүдтэй математикийн интерполяцлагдсан байдаг. Мөн зургийн пикселийн жинхэнэ өнгийг авахын тулд тухайн пикселийн гэрлийн шүүлтүүрээр дамжин өнгөрч буй гэрлийн эрчмээс гадна тухайн пикселийн гэрлийн эрчмийн утгыг мэдэх шаардлагатай. пикселийн гэрлийн шүүлтүүр.

Өмнө дурьдсанчлан, RGB өнгөт загвар нь гурван үндсэн өнгөтэй бөгөөд тэдгээрийн тусламжтайгаар та харагдахуйц спектрийг харж болно. Та дижитал камерыг хэдэн цонхоор тусгаарлахыг зөвшөөрдөг вэ? Янз бүрийн өнгөний хамгийн их тоог өнгөний гүнд, сарлагыг хар өнгөөр ​​ялгаж, өнгө кодлоход ялсан тулалдааны тоогоор хуваарилдаг. RGB 24-ийн алдартай загварт арьсны өнгөний хувьд 24 бит гүн өнгө, 8 бит нэмэгдсэн. 8 тулааны тусламж авахын тулд та улаан, ногоон, цэнхэр өнгийн 256 өөр өнгийг асууж болно. Арьсны өнгө нь 0-ээс 255 хүртэлх утгатай байх ёстой. Жишээлбэл, улаан өнгө нь 256 градустай байж болно: цэвэр улаан (255) -аас хар (0). Хамгийн их утгакод нь цэвэр өнгөөр ​​өгөгдсөн бөгөөд арьсны өнгөний кодыг улаан, ногоон, цэнхэр гэсэн доромжилсон дарааллаар солино. Жишээлбэл, цэвэр улаан өнгөний кодыг (255, 0, 0), ногоон өнгөний кодыг (0, 255, 0), цэнхэр өнгөний кодыг (0, 0, 255) бичнэ. ). Шар өнгийг улаан, ногоон болгож өөрчлөх боломжтой бөгөөд хоёр дахь кодыг үзэгчдэд (255, 255, 0) тэмдэглэнэ.

RGB загваруудын эргэн тойронд YUV ба YСrCb гэсэн алдартай загварууд байдаг бөгөөд тэдгээр нь нэгтэй төстэй бөгөөд гэрэл гэгээ, өнгөний дэд дохион дээр суурилдаг. Y дохио нь тод байдлын дохио бөгөөд энэ нь улаан, ногоон, цэнхэр өнгөний хольцтой холбоотой юм. U ба V (Cr, Cb) дохионууд нь өнгөөр ​​ялгаатай байдаг. Тиймээс U дохио нь өнгөт зургийн цэнхэр, шар бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн ялгаанд, V дохио нь өнгөт дүрсийн улаан, ногоон бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн ялгаанд ойрхон байна.

YUV (YCrCb) загварын гол давуу тал нь энэхүү кодчилолын арга нь хэрэв хүсвэл, нугалж, бага RGB, утаа бага гарахаас сэргийлдэгт оршдог. Баруун талд, хүний ​​нүдний тод Y-бүрэлдэхүүн ба өнгөт бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд мэдрэх чадвар нь ижил биш байгаа тул өнгөт бүрэлдэхүүн хэсэг хоорондын шилжилтийг өөрчлөх нь бүрэн боломжтой юм. бүрэлдэхүүн хэсгүүд, хэрэв chotiriox дэд бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн бүлгийн хувьд (2 × 2 пиксел) өнгөт баялаг бүрэлдэхүүн хэсгүүд болон туслах хэсгүүд нь цайрдсан бол (энэ нь схемийн нэр 4: 1: 1). 4: 1: 1 схем нь хоёр дахь оролтын гаралтыг хурдасгах боломжийг олгодог нь хамаагүй (дөрвөн дараалсан пикселийн 12 байтыг зургаан байтаар солих). YUV 4:2:2 схемийн дагуу кодлогдсон үед тод байдлын дохио нь арьсны цэгт дамждаг ба U болон V өнгөт дохио нь зөвхөн дараалсан арьсны бусад цэгүүдэд зориулагдсан болно.

Хэрхэн дижитал

вэбкамерууд

Бүх төрлийн дижитал камерын ажиллах зарчим нь ойролцоогоор ижил байдаг. Хамгийн энгийн вэб камерын ердийн схемийг харцгаая, бусад төрлийн камерын гол онцлог нь компьютерт холбогдох USB интерфейс байгаа явдал юм.

Крим оптик систем (зорилго) ба гэрэл мэдрэмтгий PZZ эсвэл CMOS мэдрэгч нь гэрэл мэдрэмтгий мэдрэгчийн аналог дохиог дижитал код болгон хувиргадаг аналог-тоон хувиргагч (ADC) байгаа эсэх. Үүнээс гадна өнгөт дүрсийг бий болгох систем шаардлагатай. Камерын өөр нэг чухал элемент бол өгөгдлийг шахах, шаардлагатай формат руу шилжүүлэхээс өмнө бэлтгэх схем юм. Жишээлбэл, дүн шинжилгээ хийсэн вэб камер дээр видео өгөгдөл нь USB интерфейсийн ард байгаа компьютерт дамждаг бөгөөд USB интерфейсийн хянагч нь энэ гаралтыг хариуцдаг. Бүтцийн диаграмДижитал камерыг Зураг дээр үзүүлэв. арван нэгэн.

Тасалдалгүй аналог дохиог түүвэрлэх даалгаврыг аналоги-тоон болгон хувиргах нь аналог дохиог дуурайлган дуурайлган хийх цагийн интервал, түүнчлэн түүний цэнэггүй байдлыг харуулсан дохионы давтамжаар тодорхойлогддог. Razryadnіst ADC - ce kіlkіst bіtіv, yakі vikoristovuyutsya арьсны дохио. Жишээлбэл, 8 битийн ADC-ийн хувьд 8 битийг дохиог илэрхийлэхэд ашигладаг бөгөөд энэ нь гаралтын дохионы 256 градусыг ялгах боломжийг олгодог. Өөр 10 битийн ADC-ийн тусламжтайгаар аналог дохионы 1024 хүртэлх янз бүрийн зэрэглэлийг ялгах боломжтой.

Бага зурвасын өргөнтэй USB 1.1 (нийт 12 Mb/s, вэб камер нь 8 Mb/s-ээс ихгүй) ашиглан компьютерт өгөгдөл дамжуулахын өмнө өгөгдлийг шахах шаардлагатай. Жишээлбэл, фрэймийн хэмжээ 320 × 240 пиксел, өнгөний гүн нь 24 бит бол шахагдаагүй хэлбэрийн хүрээний хэмжээ 1.76 Mbps болно. USB сувгийн хувьд 8 Mb/s-ийн зурвасын өргөнтэй үед шахсан дохиог дамжуулах дээд хурд нь секундэд 4.5 фрэймээс бага болж, тодорхой видеог арилгахын тулд секундэд 24 цаг илүү фрэйм ​​дамжуулах хурд шаардлагатай болно. Ийм зэрэглэлд дамжуулж буй мэдээллийг техник хангамжаар шахахгүйгээр камерын хэвийн үйл ажиллагаа боломжгүй болох нь тодорхой болсон.

Техникийн баримт бичгийн дагуу CMOS матрицыг 664 × 492 (326,688 пиксел) болгон хувааж, секундэд 30 фрэймийн хурдтай ажиллах боломжтой. Мэдрэгч нь дэвшилтэт, жижиг төрлийн өргөгч болж сайжирч, дохио-дуу чимээний харьцаа 48 дБ-ээс их байх болно.

Блок диаграммаас харахад өнгө хэлбэржүүлэх блок (аналог дохионы процессор) нь RGB ба YCrCb гэсэн хоёр сувагтай бөгөөд YCrCb загварын хувьд өнгө, өнгөт дохиог томъёогоор тооцоолно.

Y = 0.59G + 0.31R + 0.11B,

Cr = 0.713 × (R - Y),

Cb=0.564×(B-Y).

Аналог дохионы процессороор үүсгэгдсэн RGB ба YCrCb аналог дохиог 13.5 MSPS хурдыг ашиглан 10 битийн хоёр ADC-ээр боловсруулдаг бөгөөд энэ нь пикселийн хурдтай синхрончлолыг баталгаажуулдаг. Дижиталчилсны дараа өгөгдлийг 16 битийн YUV 4: 2: 2 форматаар эсвэл 8 битийн Y 4: 0: 0 форматаар дүрсэлсэн дижитал хөрвүүлэгч рүү илгээж, 16-аар дамжин гарах порт руу илгээнэ. бит эсвэл 8 битийн автобус.

Нэмж дурдахад харагдахуйц CMOS мэдрэгч нь дүрсийг засах өргөн боломжуудтай: цагаан өнгөний тэнцвэрийн тохиргоог шилжүүлэх, өртөлтийг хянах, гамма залруулга, өнгө засах гэх мэт. Мэдрэгчийг SCCB (Цуваа камерын удирдлагын автобус) интерфейсийг ашиглан робот удирдах боломжтой.

OV511+ микро схем, түүний блок диаграммыг Зураг дээр үзүүлэв. 13 нь USB хянагч юм.

Энэхүү хянагч нь USB автобусаар 7.5 Мб/с хүртэл хурдтай видео мэдээллийг дамжуулах боломжийг танд олгоно. Ийм замбараагүй дамжуулалт нь урд талын шахалтгүйгээр тааламжтай шведээс видео урсгалыг дамжуулахыг зөвшөөрдөггүй нь хамаагүй. Vlasne, шахалт нь USB хянагчийн гол зорилго юм. 8:1 шахалтын харьцаа хүртэл бодит цаг хугацаанд шаардлагатай шахалтыг хангаж, хянагч нь секундэд 10-15 фрэймийн хурдаар 640x480 хувьсах хурдтай, секундэд 30 фрэймийн хувьсах хурдаар видео дамжуулах боломжийг олгодог. секундэд 30 кадрын хувьсах хурдаар.

Өгөгдлийн шахалтын хувьд хувийн шахалтын алгоритмыг хэрэгжүүлдэг OmniCE блокыг өгсөн болно. OmniCE нь видео урсгалын шаардлагатай аюулгүй байдлыг хангахаас гадна хамгийн бага өгөгдөл ашиглан задлах аюулгүй байдлыг хангадаг. төв процессор(Жижиглэн худалдаачдыг баталгаажуулахын тулд хүлээн авна уу). OmniCE блокоор хангадаг шахалтын түвшин нь видео урсгалын шаардагдах хурдаас хамаарч 4-8 хооронд хэлбэлздэг.

ComputerPress 12"2001

Нэвтрэх

Би роботоо харна дээврийн цонхЦэнэглэх холбоос бүхий хэрэгслүүд, параметрүүд, үүссэн түүх, дунд хэт улаан туяаны одоогийн PZZ камеруудын шинж чанаруудын талаар.

Үүний үр дүнд виконанни курсын ажил vivchiv уран зохиол zі бүтээл, зарчим dії, техникийн шинж чанартэр zastosuvannya PZZ-камерууд дунд ІХ хүрээ.

PZZ. Робот PZZ-ийн физик зарчим. PZZ матриц

PRESIE IZ цэнэглэх станц (CCD) є Өршөөлийн ойролцоо TIR-бүтэцүүд (металл - Диэлектрик- булаг), дээж авсан Zagalnіyy Vіtіvprovіdniki Підкладці ийм зэрэглэл, scho stupets Металович Elektrodіv Би төөрөгдүүлж байна Ma Lynіn Azhі-д тогтмол V систем M Lynіn Azhі, Sousіdnі x-yelods (Зураг 1). Tsya тавилга нь роботуудыг анхан шатны болон харилцан хамааралтай MIS-бүтэцээр бүтээнэ гэдгийг төөрөлдүүлж байна.

Malyunok 1 - PZZ-ийн бүтэц

Гэрэл мэдрэмтгий PZZ-ийн үндсэн функциональ шинж чанарууд - хувиргах оптик дүрсцахилгаан импульсийн дараалал (видео дохио үүсгэх), түүнчлэн тоон болон аналог мэдээллийг хадгалах, боловсруулах.

PZZ нь нэг талст цахиурын үндсэн дээр бэлтгэгддэг. Үүний тулд цахиурын давхар ислийн нимгэн (0.1-0.15 μм) диэлектрик хайлалтыг дулааны исэлдэлтийн аргаар цахиурын хавтанцарын гадаргуу дээр үүсгэдэг. Энэ процесс нь дамжуулагч-цахилгаанчин хоёрын хоорондох нягт нямбай байдлыг хангах, кордон дээрх рекомбинацын төвүүдийн концентрацийг багасгах зорилгоор хийгддэг. MIS-элементээр хийсэн электродууд нь хөнгөн цагаанаар чичиргээтэй, зузаан нь 3-7 микрон, электродуудын хоорондох зай 0.2-3 микрон байна. Шугаман болон матриц PZZ дахь MIS-элементүүдийн ердийн тоо 500-2000; Арьсны эгнээний туйлын электродуудын доор хавтангийн талбайг цахилгааны цэнэгийн хэсгийг (цэнэглэх багц) нэвтрүүлэхэд ашигладаг p-n - шилжилтээр бэлтгэдэг. арга зам (тарилгын p-n-уулзвар). Фотоэлектриктэй PZZ-ийн цэнэглэх багцуудын танилцуулга нь батерейны урд талаас харагдаж байна. Урд талын гэрэлтүүлэгтэй тохиолдолд хөнгөн цагаан электродуудыг сүүдэрлэхээс зайлсхийхийн тулд тэдгээрийг спектрийн харагдахуйц болон ойролцоох IХ мужид тунгалаг, их хэмжээний хольцтой поликристалл цахиур (полициликон) -аар солих шаардлагатай.

CCD роботын зарчим

Чому дахь робот PZZ тэнхлэгийн Zagalny зарчим. Хэрэв та CCD металл электрод дээр сөрөг хүчдэл хэрэглэвэл доторлогооны гол хамар болох электроникийн цахилгаан талбайн удирдлаган дор халаагчийн гадаргуу руу очно. Гадаргуу дээр талбай нь хаалттай байдаг, учир нь эрчим хүчний диаграмм дээр энэ нь бага зэргийн хамар болох боломжтой нүх юм - dirok. Yakі дирка нь Qiu бүс нутагт унаж диэлектрик хуваагдал хоорондын хил татагдаж байна - дамжуулагч болон нарийн ойр гадаргуу бөмбөг ойролцоо нутагшсан байна.

Одоо, хэрэв бид илүү том далайцтай сөрөг хүчдэлийг судасны электродоор хийвэл илүү их боломжит нүх, дирка түүн рүү шилжих болно. PZZ-ийн янз бүрийн электродуудад шаардлагатай цахилгаан хүчдэлийг хэрэглэснээр гадаргуугийн чимээгүй хэсэгт цэнэгийг хадгалах, гадаргуу дээрх цэнэгийн шууд хөдөлгөөнийг (бүтэцээс бүтэц хүртэл) хангах боломжтой. Цэнэглэх багц (бичлэг) -ийг нэвтрүүлэх нь p-n-уулзвар, тархалт, жишээлбэл, хэт PZZ элементийн ойролцоо, эсвэл гэрлийн үүслээр хийгдэж болно. Системээс цэнэгийг харах (унших) нь p-n-уулзварын тусламжтайгаар үүнийг хийх хамгийн хялбар арга юм. Энэ зэрэглэлд CCD нь нэг ёсондоо хавсаргасан байна гадаад мэдээлэл(цахилгаан эсвэл гэрлийн дохио) нь дуулах дарааллаар газрын гадаргад ойр орших хэсгүүдэд байрладаг мэт сүнсоми хамрын цэнэгийн багц дээр хувирдаг бөгөөд мэдээлэл боловсруулах нь эдгээр пакетуудыг гадаргуу дээр кератинжуулах замаар хийгддэг. PZZ-ийн үндсэн дээр дижитал болон аналог системийг барьж болох нь ойлгомжтой. Дижитал системүүдийн хувьд PZZ-ийн бусад элементийн дирокуудын цэнэг байгаа эсэх нь илүү чухал бөгөөд ижил төстэй боловсруулалт хийснээр хөдөлж буй цэнэгийн утгатай тохирч болно.

Хэрэв та дүрсийг агуулсан баялаг элемент эсвэл PZZ матриц руу гэрлийн урсгалыг илгээвэл дамжуулагч дээр электрон-дирковын хос фото үүсгэлт эхэлнэ. PZZ-ийн талбайг шүүрдэж байгаа боловч тэдгээр нь унаж, болзошгүй нүхэнд шороо хуримтлагдаж байна (түүнээс гадна хуримтлагдаж буй цэнэгийн хэмжээ нь орон нутгийн гэрэлтүүлэгтэй пропорциональ байна). Зураг авахад хангалттай дараагийн цаг (хэдэн миллисекунд) дууссаны дараа PZZ матрицаас цэнэгийн багцын зургийг авсан бөгөөд энэ нь гэрэлтүүлгийн өсөлтийг харуулж байна. Цэнэглэх цагийн импульс асаалттай үед пакетуудыг унших гаралтын төхөөрөмж рүү шилжүүлж, цахилгаан дохио болгон хувиргадаг. Үүний үр дүнд гаралт дээр өөр далайцтай импульсийн дараалал байдаг бөгөөд энэ нь нугалж, видео дохио өгдөг.

Гурван фазын (гурван фазын) керамик хэлхээний FPZS эгнээний хэлтэрхийний өгзөг дээрх dії PZZ-ийн зарчмыг бага зэрэг 2-оор дүрсэлсэн болно. I мөчлөгийг (spriynyattya, тэр видео мэдээллийн хуримтлал) сунгах замаар. электродууд 1, 4, 7, хэрэглэнэ t.z. хэмнэлтийн Uxp хүчдэл, энэ нь гол хамар руу хүргэдэг - өөр өөр p төрлийн цахиур дахь бохирдол - дамжуулагчийн ороомог руу орж, 0.5-2 микрон гүнтэй бөмбөлөгүүдийг бэхлэх - электроникийн потенциалтай. FPCD-ийн гадаргууг гэрэлтүүлэх нь 1, 4,7 электродуудын доор нимгэн (0.01 микрон) гадаргуутай ойролцоо бөмбөлөгт локалчлагдсан электронууд нь потенциалуудаар хамтдаа татагддаг цахиурын илүүдэл электрон-диркови бооцоо үүсгэдэг. цэнэглэх дохионы багцыг хангах.

цэнэглэх холбоос хэт улаан туяаны камер

Malyunok 2 - цэнэгийн холбоосоос робот гурван фазын хавсралтын диаграмм - нээлттэй бүртгэл

Арьсны багц дахь цэнэгийн хэмжээ нь электродын ойролцоох гадаргуугийн өртөлттэй пропорциональ байна. Сайн бүтэцтэй MIS бүтцэд электродын ойролцоо цэнэгүүд электродын ойролцоо хуримтлагддаг бол цэнэгийг гэрийн төвүүд аажмаар үүсгэдэг бөгөөд холболтын гэмтэл эсвэл цэнэгийн харилцан хуваарилалт дээр хуримтлагддаг. дохионууд шилжих хүртэл боломжит нүхнүүд.

II мөчлөгийн цагт (цэнэг шилжүүлэх) 2, 5, 8 гэх мэт электродууд руу хүчдэл илүү өндөр, бага хүчдэлийг авдаг. Үүний тулд 2, 5, 8-р электродын дор хамгийн их потенциалыг буруутгадаг. yami, электрон 1, 4 болон 7 дор бага, электрод 1 ба 2, 4 болон 5.7 болон 8 bar'є ойрын дараа болон тэдний хооронд электронууд susіdnі, glybshі potenciynyami урсах гэж znikayut.

III мөчлөгийн нэг цагийн дор 2, 5, 8 электродуудын хүчдэл 1, 4, 7 электродууд хүртэл буурдаг.

Тэр. Бүх цэнэгийн багцыг PZZ-ийн uzdovzh эгнээ рүү шилжүүлэх нь нэг зүүгээр баруун гараараа хийгдсэн бөгөөд энэ нь судан электродуудын хооронд шилжих боломжийг танд олгоно.

Потенциалтай шууд холбогдоогүй электродууд дээр нэг цаг ажиллахад эсвэл бага хэмжээний хүчдэлийн шилжилт (1-3 В) байдаг бөгөөд энэ нь бүх гадаргуугийн дамжуулагчийн цэнэгийг цэнэглэж, үр нөлөөг дахин нэгтгэснээр суларч байгааг баталгаажуулдаг.

Багаторазын хүчдэлийг солих үйл явцыг давтаж, сүүлчийн r-h-шилжилтийн үеэр бүх цэнэгийн багцыг дараалан сэрээдэг, жишээлбэл, эгнээнд гэрэл асдаг. Үүний зэрэгцээ, энэ багцын цэнэгийн утгатай пропорциональ хүчдэлийн импульс нь гаралтын ланц дээр буруутгагддаг. Гэрэлтүүлгийн зураг нь өнгөц цэнэгийн тусламж болж хувирдаг бөгөөд энэ нь сүүлчийн эгнээний цухуйсаны дараа цахилгаан импульсийн дараалал болж хувирдаг. Аль ч матрицын эгнээнд элементийн тоо их байх тусам (тоо 1 - ІХ хүлээн авагч; 2 - буфер элементүүд; 3 - PZZ нь нэг электродоос sudіdny і silyuyutsya tsm sdvorennâ tsm sdvorennâ іmformatsії гэрэлтүүлэг рүү цэнэглэх багцыг шилжүүлэхийг давтахгүй. , болор FPZS дээр spriynyattya - хуримтлал ба хэмнэлт - унших асар их хуваагдсан талбайг бий болгож, үүнээс гадна эхнийх нь хамгийн их гэрэл мэдрэмтгий байдлыг хангадаг бөгөөд бусад нь эсрэгээр гэрлийг дэлгэцээр хангадаг. ) Хуримтлуулах матриц 7-оос авсан хүрээ дамжуулах FPZZ (Зураг 3) мэдээлэл нь хуримтлалын матриц 2 руу хурдан "унасан" бөгөөд үүнийг PZZ регистр 3 дараалан уншдаг; үүний зэрэгцээ матриц 1 нь хуримтлагддаг. шинэ хүрээ.

Хүүхэд 3 - шугаман (a), матриц (б) цэнэгийн холболттой гэрэл мэдрэмтгий төхөөрөмж болон цэнэгийн тарилгатай төхөөрөмж дэх мэдээллийг хуримтлуулах, унших.

KRIM PZZ NIPROSTISO STRUTURTURIES (MALYNOK 1) Nabuli Waughty, Zochі і ї іsnovidi, хагас яндан (Malok 4)-аас zokrema zadi, MІZHTRIVY нь цацаж і Мали ялгаа нь бүхэлд нь гадаргуу дээр үйл ажиллагаа гэрэл зураг үнэт цаас хусах, ІІ. ., серпентиний нийгэмлэгийн диэлектрикийн бөмбөг - Зураг 4), хоёр мөчлөгт горимд ашиглагддаг. Үндсэндээ эзэлхүүний суваг бүхий PZZ-ийн бүтэц (Зураг 4) нь байшингуудыг сарниулах болно. Хуримтлал, хэмнэлт, дамжуулагчийн хувьд цэнэгийг шилжүүлэх, бага, гадаргуу дээр бага, төвүүдийг дахин нэгтгэх, хамар нь илүү сэвсгэр. Энэ хэмжээ нь дарааллаар нэмэгдсэний үр дүнд энэ өөрчлөлт нь гадаргуугийн сувгаас өөр өөр төрлийн PZZ-ийг ашигласантай холбоотой юм.

Зураг 4 - Цэнэглэх холбоос ба гадаргуугийн болон задгай суваг бүхий хавсралтын хувилбарууд.

Vicorist-ийн өнгөт зургийг шүршихийн тулд хоёр аргын аль нэг нь: нэмэлт призмийн арын оптик урсгалыг улаан, ногоон, цэнхэр өнгөт түрхэж, тэдгээрийн арьсыг тусгай FPCD - болороор шүршиж, бүх гурван талстаас импульсийг нэг болгон холино. видео дохио; FPZS-ийн гадаргуу дээр кодчилдог тасархай эсвэл мозайк гэрлийн шүүлтүүрийг бий болгох нь янз бүрийн өнгөт гурвалсан растерийг бий болгодог.

Компьютерийн тусламжтай (зөвхөн биш) хэвлэлийн бусад чулуулагт хэвлэлүүд ирээдүйн дижитал гэрэл зургийн ажилд орохын тулд хувьсгалт цолоор дуудагдсан хар "технологийн дива" руу томилогдон оршуулах гэж яарч, эргэн тойрноо хардаг. " - энэ нь хэллэгийн хамгийн түгээмэл хувилбар, тухайлбал ижил төстэй нийтлэлүүдийн өөр хэлбэрээр. . Гэсэн хэдий ч, энэ нь "nі" руу алхам алхмаар бүх rіk cob hype шинж чанар бөгөөд дижитал гэрэл зургийн тоног төхөөрөмж үйлдвэрлэгчдийн олон тооны үйлдвэрлэгчид, "дэвшилтэт хөгжлийн" орлогч, шийдлийг дахин авч үзэх нь шилдэг ялагч нь хүндэтгэж байна. .

Ийм санааг хөгжүүлэх шалтгаан нь энгийн гэдгийг хүлээн зөвшөөрье - өөр шийдлийн "гайхалтай энгийн" байдалд анхаарлаа хандуулах нь хангалттай юм. Үнэхээр матриц хангалтгүй байх болов уу? Пикселүүдийг эгнээ, эгнээнд биш, харин диагональ шугамаар эргүүлье, дараа нь "зураг" -ыг програмын замаар 45 градусаар "эргэцгээе" - тэнхлэг нь биднийг давхар өндөрт хүргэсэн! Ийм маягаар зөвхөн босоо болон хэвтээ шугамын тод байдлыг дэмжиж, сул тал, муруйг (үүнээс бодит дүр төрхийг бий болгодог) өөрчлөлтгүйгээр үлдээх нь хамаагүй. Головна, үр нөлөө нь айдастай байх ёстой бөгөөд энэ тухай чангаар зарлах боломжтой.

Харамсалтай нь одоогийн користувач"Мегапикселээр тархсан". Зарим шалтгааны улмаас, хэрэв та "сонгодог" CCD матрицын жижиглэн худалдаалагчдад илүү тохь тухтай байхыг зөвшөөрвөл мэдрэгчийн тааламжтай динамик хүрээ, мэдрэмжийг хангах нь дээр. Мөн жирийн фото сонирхогчийн пикселийн тэгш өнцөгтөөс найман өнцөгт хэлбэрт шилжих квадрат руу "шийдлийн" тэнхлэгийг сурталчилгааны товхимолд маш тодорхой бичсэн ч гэсэн маш их ойлголттой, праймер өгдөг.

Meta tsi єї statti - PZZ матрицаас гарахад авсан зургийн чанарыг хэрхэн хадгалахыг тайлбарлахын тулд хамгийн энгийн түвшинд оролдоно уу. Бүх төрлийн оптикийн тусламжтайгаар хүн амархан хийсвэрлэх боломжтой; 1000 доллараас бага үнэтэй (Nikon D 70) "толин тусгал камер" -ын арын ард өөр нэг төхөөрөмж гарч ирэх нь танд гэрэлтэх боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь камерын мэдрэгчийн хэмжээг нэмэгдүүлэх боломжийг олгодог. үнийн ангилал"цэргийн" линзтэй хольж болохгүй.

Дотоод фото эффект

Дараа нь линзээр үүссэн дүрсийг PZZ матрицад зарцуулдаг бөгөөд ингэснээр гэрэл солилцох нь PZZ-элементүүдийн гэрэл мэдрэмтгий гадаргуу дээр унадаг бөгөөд түүний даалгавар нь фотонуудын энергийг цахилгаан цэнэг болгон хувиргах явдал юм. . Ойролцоогоор ийм байдлаар байх шиг байна.

CCD элемент дээр унасан фотоны хувьд доод нүх гаргах буюу гадаргуу дээр нь "анивчдаг" эсвэл нөхрийн салфетка (матрицын материал) дээр шавар үүсэх, эсвэл "үзүүлэлт хийх" гурван сонголт байдаг. ” эсвэл “ажлын бүс”. Жижиглэн худалдаалагчдад ийм мэдрэгчийг бий болгох шаардлагатай байгаа нь ойлгомжтой бөгөөд энэ тохиолдолд "рикошет" ба "утас навит" багасах болно. Эдгээр фотонууд нь матрицаар шаврагдсан мэт дамжуулагчийн болор торны атомтай харилцан үйлчлэлцэж байгаа мэт эсвэл зүгээр л фотон (эсвэл дирка) -ийн атомуудтай харилцан үйлчилж байгаа мэт хос электрон-дирк үүсгэдэг. хандивлагч эсвэл хүлээн авагчийн байшин дотоод фото эффект. Таны мэдэж байгаагаар мэдрэгчтэй роботын дотоод фото эффектийг сольж болохгүй - цэнэглэгч дамжуулагчаас "сонгосон" хэсгийг тусгай цуглуулгад хадгалж, дараа нь тэдгээрийг нэгтгэх шаардлагатай.

PZZ матрицын элемент

Зэрлэг байдлаар харахад CCD элементийн загвар нь иймэрхүү харагдаж байна: p хэлбэрийн цахиурын доторлогоо нь n төрлийн дамжуулагчийн сувгаар тоноглогдсон байдаг. Сувгуудын дээр цахиурын исэлээс тусгаарлагч про-баллон бүхий поликристал цахиураас электродуудыг бүтээдэг. Ийм электродыг n төрлийн сувгийн доорх хаалттай бүсэд цахилгаан потенциал нийлүүлсний дараа энэ нь үүсдэг. боломжит нүх, Цахилгаан бараа хэмнэх цаг. Цахиурт нэвтэрч буй фотон нь электрон үүсгэхэд хүргэдэг бөгөөд энэ нь потенциал худагт татагдаж, дүүрсэн байдаг. Илүү их фотонууд (илүү их гэрэл) сарлагийн саваг илүү их цэнэглэдэг. Дараа нь бид төлбөрийн утгыг анхаарч үзэх хэрэгтэй бөгөөд үүнийг бас нэрлэдэг гэрэл зургийн урсгал, мөн хүчирхэг йог.

PZZ-элементүүдийн фото урсгалыг уншихад ингэж нэрлэсэн Сүүлийн бүртгэл zsuvu, гаралт дээрх хэд хэдэн импульсийн оролт дахь эгнээ цэнэгтэй адил. Цувралыг аналог дохиогоор өгдөг бөгөөд энэ нь дэд станц руу очих дараагийнх юм.

Ийм байдлаар нэмэлт бүртгэлийн хувьд та PZZ элементийн мөрүүдийг аналог дохио болгон хувиргаж болно. Үнэн хэрэгтээ PZZ матриц дахь zsuvu-ийн сүүлчийн бүртгэлийг дараалан нэгтгэсэн ижил PZZ-элементүүдийн тусламжтайгаар хэрэгжүүлдэг. Би ийм роботыг техник эдийн засгийн үндэслэлд тулгуурлан бүтээнэ хураамжийн холбоосоор хавсаргав(энэ нь PZZ товчлол гэсэн үг) боломжит уурхайнуудын төлбөрийг солилцох. Солилцоо тогтмол байна электродын дамжуулалт(шилжүүлэх хаалга), roztashovannyh mizh sudnіmi PZZ-элементүүд. Өсөн нэмэгдэж буй потенциалыг хамгийн ойрын электрод руу хэрэглэх үед цэнэг нь боломжит нүхний доор урсдаг. Mіzh PZZ-элементүүд нь хоёр фаз, гурван фаз, хоёр фаз гэж нэрлэгдэх zsuva регистрийн "фаз"-ыг хадгалахын тулд тэдгээрийн тооноос хамааран хоёроос дөрвөн электродоос дамжуулж болно.

Дамжуулах электрод руу потенциал нийлүүлэх нь бүх PZZ-элементүүдийн боломжит худгийн цэнэгийг нэгэн зэрэг бүртгэлд шилжүүлэх байдлаар синхрончлогддог. I CCD-элементийг шилжүүлэх нэг мөчлөгийн хувьд "оосороор дамжуулах" цэнэгийн цэнэгийг баруун тийш (эсвэл баруун тийш). За, "хэт" гарч ирсэн CCD-элемент нь хавсралт нь түүний цэнэгийг өгсөн, бүртгэлийн гарахад stashed - tobto pidsilyuvachu.

Ерөнхийдөө сүүлчийн бүртгэл нь зэрэгцээ орох, сүүлчийн гарцтай хавсралттай холбогддог. Тиймээс бүртгэлээс бүх халдлагыг уншсаны дараа шинэ эгнээнд өргөдөл гаргаж, дараа нь дайралт хийж, хоёр хэмжээст массив гэрэл зургийн массив дээр үндэслэн тасралтгүй аналог дохиог үүсгэх боломжтой. Өөрийнхөө хажуугаар zsuvu-ийн сүүлчийн регистрийн оролтын зэрэгцээ урсгалыг (өөрөөр хэлбэл хоёр хэмжээст гэрэл зургийн массивын эгнээ) zsuvu-ийн босоо чиглэлтэй сүүлчийн регистрүүдийн дарааллаар хангадаг. зэрэгцээ регистр zsuvu, Бүх бүтэц нь бүхэлдээ зүгээр л хавсралт бөгөөд үүнийг PZZ-матриц гэж нэрлэдэг.

Зсувугийн "босоо" дараалсан регистрүүд нь зэрэгцээ болдог PZZ матрицууд, робот бүрэн синхрончлогдсон мэт. PZZ матрицын хоёр хэмжээст гэрэл зургийн цуваа нь нэг мөрөнд доошоо шилжиж, дараалсан регистрийн "хамгийн доод талд" завсарласан урд эгнээний цэнэгийн дагуу хэдхэн дарааллаар шилжинэ. subsiluvach руу илгээсэн. Сүүлчийн бүртгэлийн төгсгөл хүртэл зэрэгцээ чичиргээ нь сул зогсолттой байна. Ердийн роботуудын хувьд PZZ матриц нь өөрөө заавал байх ёстой, гэхдээ энэ нь микро схемд (эсвэл тэдгээрийн багц) холбогдсон бөгөөд энэ нь цахилгаан хөтөчийг регистрүүдтэй зэрэгцүүлэн, дарааллаар нь өгөх боломжийг олгодог бөгөөд роботыг синхрончлох боломжийг олгодог. хоёулаа бүртгүүлдэг. Үүнээс гадна шаардлагатай цагны генератор.

Хүрээний матриц

Энэ төрлийн мэдрэгч нь бүтээлч талаасаа хамгийн энгийн бөгөөд үүнийг нэрлэдэг хүрээ тус бүрээр нь PZZ матриц(Бүтэн фрэймийн CCD - матриц). Крим микро схемийг "холбох", энэ төрлийн матрицыг мөн механик хаалт шаарддаг бөгөөд энэ нь өртөлт дууссаны дараа гэрлийн урсгалыг тасалдаг. Хаалт бүрэн хаагдах хүртэл цэнэгийг уншиж эхлэх боломжгүй - зэрэгцээ регистрийн ажлын мөчлөгийн үед арьсны пикселийн фото урсгалд электрон оруулга нэмэгдэж, фотонууд CCD матрицын гадаргуу дээр цохигддог. Энэ үзэгдлийг гэж нэрлэдэг Бүтэн фрэймийн матрицын цэнэгийг "түрхэх"(Бүрэн хүрээний матрицын т рхэц).

ийм байдлаар, хүрээ унших чадварИйм схемд зэрэгцээ болон дараалсан регистрүүдийн үйл ажиллагаа хүрээлэгдсэн байдаг. Унших үйл явц дуусахаас өмнө линзээс ирж буй гэрлийн урсгалыг гажуудуулах шаардлагатай байгаа нь мэдээжийн хэрэг юм. өртөлт хоорондын зайуншилтын аюулгүй байдлын улмаас барьцаа тавих tezh.

Зэрэгцээ регистрийн цэнэг нь дараалсан нэгийн оролтод нэг мөрөнд багтахгүй, харин параллель регистрийн буферт нэмэгддэг бүрэн хүрээний матрицыг ашиглана. Энэхүү шилжүүлгийн бүртгэл нь үндсэн зэрэгцээ регистрийн дагуу zsuvu, фото урсгалууд буфер регистр рүү дараалан шилжиж, дараалсан zsuvu регистрийн оролт руу ордог. Буфер бүртгэлийн дээд хэсэг нь тунгалаг бус (ихэвчлэн металл) хавтангаар бүрхэгдсэн бөгөөд бүхэл систем нь нэрийг нь устгадаг. хүрээ буфертэй матриц(хүрээ - шилжүүлэх CCD).

Хүрээний буферийн матриц

Энэ схемд үндсэн зэрэгцээ регистрийн потенциалууд илүү хурдан "хоосон" тул мөрүүдийг буферт шилжүүлэх үед дараалсан регистрийн дараагийн мөчлөгийг шалгахын тулд арьсны эгнээ шаардлагагүй болно. Тиймээс үзэсгэлэнгийн хоорондох завсарлага богино боловч унших хурд буурах үед эгнээ олон хоногоор "үнэ өсгөх" хэлбэрээр авчирдаг. Ийм байдлаар, хэрэв би буфер регистрийн хэмжээнд бага зэрэг зай нэмэхийг хүсвэл өртөлтийн хоорондох зайг зөвхөн хоёр удаагийн давтамжтайгаар богиносгодог. Гэсэн хэдий ч анхаарах ёстой хамгийн чухал зүйл бол фреймийн буфер бүхий матрицын жижиг хэмжээ юм - гэрэл зургийн урсгалын "маршрут" нь хөдөлж, үнэ цэнийг хэмнэхэд сөргөөр нөлөөлдөг. Ямар ч тохиолдолд зураг авалтын хооронд механик хаалт буруутай тул та тасралтгүй видео дохионы талаар ярих ёсгүй.

Баганын буфер бүхий матрицууд

Видео технологийн хувьд тусгайлан шинэ төрлийн матрицыг боловсруулсан бөгөөд өртөлтийн хоорондох тодорхой интервалд багасгах нь цөөн хэдэн фрэймийн хувьд биш, харин тасалдалгүй дамжуулалт юм. Zrozumіlo, аюулгүй байдал, аюулгүй байдлын үүднээс хавхлагыг механик хаалт руу шилжүүлэх боломжтой байсан.

Ер нь ямар схемээр нэр авсан юм бол баганын буфер бүхий матрицууд(interline CCD -матриц), энэ нь хүрээ буфертэй системтэй төстэй; Түүнд мөн zsuvu зэрэгцээ регистрийн буфер байдаг бөгөөд ийм холболтын PZZ-элементүүд нь нэвтрэх боломжгүй байдаг. Гэсэн хэдий ч буфер нь үндсэн зэрэгцээ регистрийн дор нэг блок дотор холигддоггүй - энэ нь үндсэн регистрийн оруулгуудын хооронд "холимогдсон" байна. Үүний үр дүнд буфер регистр нь үндсэн регистрийн арьсны баганын дарааллаар байрладаг бөгөөд фото урсгалыг үзүүлсний дараа шууд "дээрээс доош" биш, харин "баруун тийш" (эсвэл " баруунаас зүүн тийш") ба нийтдээ нэг ажлын циклийг буферийн бүртгэлд зарцуулдаг бөгөөд энэ нь бүхэлдээ довтолгооны нөлөөллийн илүү хүчтэй боломж юм.

Буферийн бүртгэлд зарцуулсан төлбөрийг эхлээд zsuva-ийн сүүлчийн бүртгэлээр уншдаг, tobto "шатаах". Буфер регистр дээр унасан гэрэл зургийн хэсгүүдийг нэг мөчлөгт авдаг бөгөөд механик хөшигний хурдны хувьд бүрэн фрэймийн матрицад "түрхэх" цэнэгтэй адил зүйл байхгүй. Мөн арьсны хүрээний хувьд цагийн өртөлтийн тэнхлэг нь буферийн зэрэгцээ регистрийн гадна талд харагдах интервалын гурвалсан байдлын хувьд хамгийн тохиромжтой. Үүний шалтгаан нь секундэд 30-аас багагүй кадрын хурдтай видео дохио үүсгэх боломжтой юм.

Баганын буфер бүхий матриц

Ихэнх тохиолдолд уран зохиолд баганын буфер бүхий матрицуудыг сүүгээр "зайлуулсан" гэж нэрлэдэг. Викликано tse, Тим дангаар хэлэхэд, "interline" (мөрүүдийг буферлэх) болон "interlaced" (давхцах) гэсэн англи нэрс нь илүү төстэй сонсогддог. Үнэн хэрэгтээ бүх мөрүүдийг нэг мөчлөгт уншихдаа матрицын тухай ярьж болно дэвшилтэт үндэслэг иш(прогрессив скан хийх) ба хэрэв хосгүй мөрүүдийг эхний хэмжүүрээр тоолж, хосолсон мөрүүдийг нөгөөд (эсвэл navpak) уншвал mov go about мөр мөр бүхий матрицууд(Interlace Scan).

Хэрэв та үндсэн зэрэгцээ регистрийн фото урсгалыг "фотон бөмбөгдөлт"-т өртөөгүй буфер регистр шиг дуугарахыг хүсвэл Багануудыг буфержүүлсэн матриц дахь "т рхэц" цэнэг(т рхэц) бас мэдэгдэж байна. Viklikano TS chastkovymi trakkannyam elektronіv ын боломжит худагт "гэрэл мэдрэгчтэй" PZZ-элемент "буфер", ялангуяа ихэвчлэн tse vіdbuvaєtsya хамгийн их ойролцоо нь цэнэгтэй тэнцүү, пикселийн гэрэл гэгээ нь сүмээс илүү бол. Үүний үр дүнд өгсүүр, уруудах тэмдэг дээр гэрэлт цэгийн голд гэрэл гэгээ сунадаг бөгөөд энэ нь төгс хүрээ юм. Энэхүү хүлээн зөвшөөрөгдөөгүй үр дагавартай тэмцэхийн тулд мэдрэгчийг зохион бүтээхдээ "гэрэлд мэдрэмтгий" болон буферийн орон зайг нэг төрлийн хол зайд өргөжүүлэх хэрэгтэй. Энэ нь цэнэгийн солилцоог хөнгөвчлөхийн зэрэгцээ энэ үйл ажиллагааны цагийн зай ихсэх тусам "тослох" дүр төрх нь жижиглэн худалдаачдыг сонголтоос холдуулдаггүй нь ойлгомжтой.

Өмнө нь томилогдсон тул мэдрэгч нь өртөлтийн хоорондох гэрлийн урсгалыг хаахгүй байхын тулд видео дохио найдвартай байх шаардлагатай бөгөөд ийм робот оюун ухаанд механик хаалт (секундэд 30 орчим үйлдэл) амархан гарч чаддаг. ая. Аз болоход буфер мөрүүдийг хэрэгжүүлж болно электрон хаалт, энэ нь зайлшгүй шаардлагатай бол механик хаалтгүйгээр хийх боломжийг танд олгоно, гэхдээ өөр аргаар та дэлгэцийн үнэ цэнийг (1/10000 секунд хүртэл) аюулгүйгээр хэтрүүлэн үнэлэх боломжтой бөгөөд энэ нь ялангуяа чухал ач холбогдолтой юм. свидколины процессыг барих (спорт, байгаль нь нимгэн). Гэсэн хэдий ч электрон хаалт нь боломжит дэлхийн цэнэгийн системийн хувьд матриц нь жижиг гэсэн үг бөгөөд үүний зэрэгцээ бүх зүйлийг дарааллаар нь хэлэх болно.

Та бүх зүйлийг төлөх ёстой, мөн видео дохио tezh бүрдүүлэх чадвар. Буфер регистрүүд нь матрицын талбайн нэлээд хэсгийг "өгдөг" бөгөөд үүний үр дүнд арьсны пиксел нь ижил гадаргуу дээрх гэрэл мэдрэмтгий хэсгийн 30% -иас бага хувийг эзэлдэг бол бүтэн фрэймийн матрицын пиксел нь 70% болдог. Яг энэ үнэнийг хэлэхэд орчин үеийн ихэнх CCD матрицуудад арьсны пикселийн дээд талд байдаг бичил линз. Ийм энгийн оптик хавсралт нь CCD элементийн талбайн ихээхэн хэсгийг хамардаг бөгөөд эхний хэсэгт унасан фотонуудын бүх хэсгийг гэрлийн урсгалын концентрацид оруулдаг бөгөөд энэ нь түүний ирмэг дээр гэрлийн урсгалыг бүрхэхэд чиглүүлдэг. пикселийн гэрэл мэдрэмтгий авсаархан хэсэг.

Микролинз

Нэмэлт микролинзүүдийн хэлтэрхийнүүд нь мэдрэгч дээр унасан гэрлийн урсгалыг илүү үр дүнтэй бүртгэх боломжтой бөгөөд зөвхөн багануудыг буферлэх системүүд төдийгүй бүрэн фрэймийн матрицууд бэхлэгдсэн байдаг. Vtim, микролинзийг мөн "дутагдалгүй шийдэл" гэж нэрлэж болохгүй.

Микролинз нь оптик хавсралт болохын хувьд дүрсийг бүртгэхэд хувь нэмэр оруулдаг бөгөөд ихэнхдээ энэ нь хүрээний хамгийн чухал нарийн ширийн зүйлсийн тодорхой байдлаар харагддаг; Тэдний ирмэг нь бага зэрэг хайлдаг. Нөгөө талаас, тиймээс зураг нь байх ёстой шиг өргөн биш юм - зураг нь хэд хэдэн, линз үүссэн юм шиг, өшөө авахын тулд шугам, хэмжээ, хэмжээс нь ойролцоо байгаа байрлуулах давтамж. CCD элемент ба дижитал хоорондын матрицууд. Хүрээн дэх энэ сэтгэлийн байдал нь ихэвчлэн сэжигтэй байдаг хөлний хэсэг(захиалах) - дууны өнгөний пикселийг таних, аль нь зургийн бүхэл бүтэн хэсэг болгон хаагдсанаас үл хамааран. Үүний үр дүнд зурган дээрх объектын шугамууд урагдсан, ирмэг нь ирмэгтэй харагдаж байна. Микролинзгүй матрицтай камеруудад энэ асуудлыг шийдэхийн тулд үнэтэй байдаг Спектрийн давхаргаас шүүлтүүрийн хамгаалалт(эсрэг ялгах шүүлтүүр), микро линз бүхий мэдрэгч нь ийм шүүлтүүр шаарддаггүй. Vtіm, ямар ч үед tse нь мэдрэгч түгээх ийм бууралт төлөх авчрах болно.

Хэрэв гэрэлтүүлгийн объект хангалттай сайн биш бол диафрагмыг аль болох нээхийг зөвлөж байна. Гэсэн хэдий ч үүнтэй зэрэгцэн эгц налуу дор матрицын гадаргуу дээр унасан өөрчлөлтийн тоо огцом нэмэгдэж байна. Микролинзүүд ийм өөрчлөлтийн нэлээд хэсгийг хардаг тул гэрлийн матрицын үр ашиг (ямар шалтгаанаар диафрагмыг нээсэн) маш богино байдаг. Хэрэв та мушгирах үед унавал асуудал солилцох нь асуудалтай тулгардаг - нэг пикселийн цахиур руу орох нь маш удаан эдэлгээтэй фотон, өндөр барилга руу нэвтэрч магадгүй тул материалаар шавардаж болно. үүсгэхэд хүргэх матрицын элементийн дүрс. Асуудлыг шийдэхийн тулд матрицын гадаргууг тунгалаг бус (жишээлбэл, металл) "тороор" бүрхсэн бөгөөд вириза нь пикселийн гэрэлд бага мэдрэмтгий бүсээр бүрхэгдсэн байдаг.

Түүхийн хувьд энэ нь хүрээ тус бүрээр хүлээн авагчийг голчлон студи технологид, баганыг буферлэх матрицыг сонирхогчийн технологид ашигладаг байхаар хөгжсөн. Мэргэжлийн камеруудад хоёр төрлийн рецепторыг өдөөдөг.

PZZ-элементийн сонгодог схемд ялгуусан электродтой поликристал цахиурын электродуудыг ашигладаг бөгөөд мэдрэмтгий байдал нь электродын гадаргуугийн гэрлийн хэсэгчилсэн сарнайгаар хүрээлэгдсэн байдаг. Тиймээс, спектрийн цэнхэр, хэт ягаан туяаны бүсэд мэдрэмжийг нэмэгдүүлдэг тусгай оюун ухаанд өсөхөд арын гэрэлтүүлэгтэй матрицыг хаадаг. Энэ төрлийн мэдрэгч дээр гэрэл нь доторлогооны гадаргуу дээр унадаг бөгөөд шаардлагатай дотоод фото эффектийг хангахын тулд доторлогоог 10-15 микрометрийн зузаантай нунтагласан. Боловсруулалтын энэ үе шат нь матрицын өртөгийг ихээхэн нэмэгдүүлсэн бөгөөд үүнээс гадна гаднах барилгууд нь бүр муруй харагдаж, нугалж, ажиллуулахад анхаарал халамж нэмэгдүүлсэн.

Арын гэрлийн матриц

Гэрлийн урсгалыг сулруулдаг гэрлийн шүүлтүүрийн тусламжтайгаар мэдрэгчийг ихэсгэдэг бүх үнэтэй үйлдлүүд нь мэдрэгчийг алддаг тул арын гэрлийн матрицууд одон орны гэрэл зургийн хамгийн шилдэг нь зогсонги байдалд орох нь ойлгомжтой.

Мэдрэмж

Фототермал төхөөрөмж эсвэл CCD матриц эсэхээс үл хамааран бичлэг хийх төхөөрөмжийн хамгийн чухал шинж чанаруудын нэг нь мэдрэмж- Оптик viprominyuvannya дээр хариу үйлдэл үзүүлэх дуулах зэрэгтэй Zdatnist. Илүү мэдрэмтгий байх тусам бүртгэлийн хавсралтын хариу урвалд бага гэрэл шаардагдана. Мэдрэмжийг тодорхойлохын тулд өөр өөр утгуудыг (DIN, ASA) ашигласан боловч ISO нэгжид параметрийг тодорхойлох практик (Олон улсын стандартын байгууллага - Олон улсын стандартын байгууллага) үүссэн.

Okremy PZZ-элементийн хувьд урвалын дагуу гэрэл нь цэнэгийн үүслийг дагадаг. PZZ матрицын мэдрэмж нь бүх пикселийн мэдрэмжээс бүрдэх бөгөөд ерөнхийдөө хоёр параметрт оршдог нь ойлгомжтой.

Эхний параметр - салшгүй мэдрэмж, чичиргээний үед гэрэл урсгалын хэмжээ (миллиампераар) гэрлийн урсгал (люмен) -тэй тохирч байгаа бол ийм вольфрамын чийдэнгийн спектрийн агуулахыг халаана. Энэ параметр нь мэдрэгчийн мэдрэмжийг хурц үзүүрээр үнэлэх боломжийг олгодог.

Өөр нэг сонголт бол монохромат мэдрэмж, ингэснээр фото урсгалын хэмжээ (милиампераар) болон үйлдвэрлэлийн гэрлийн энергийн харьцаа (миллиэлектронвольтоор), энэ нь өвчний урт наслалтад хүргэдэг. Спектрийн нэг хэсэг нь монохроматик мэдрэмжийн бүх утгыг цуглуулж, юу болох вэ? спектрийн мэдрэмж- Гэрлийн салхины өдрүүдэд мэдрэмжийн бууралт. Ийм байдлаар спектрийн мэдрэмж нь мэдрэгчийн дууны өнгийг илрүүлэх чадварыг харуулдаг.

Тэдгээрийн зарим нь гэрэл зургийн тоног төхөөрөмжид түгээмэл хэрэглэгддэг тэмдэглэгээний хувьд салшгүй, монохром мэдрэмжтэй байх нь тодорхой байв. Үүний нэгэн адил дижитал гэрэл зургийн төхөөрөмжийн техникийн үзүүлэлтүүд нь тухайн төхөөрөмжийн шинж чанарыг илтгэнэ тэнцүү мэдрэмж ISO нэгж дэх PZZ матрицууд. Мөн ижил төстэй мэдрэмжийг тодорхойлохын тулд мастер нь барьж авах объект, диафрагм, шилний хөнгөн байдлыг мэдэж, хэд хэдэн томъёогоор оноо авахад хангалттай. Нэгдүгээрт, өртөлтийн тоог log 2 (L * S / C) гэж тооцдог бөгөөд L нь хөнгөн, S нь мэдрэмж, C нь өртөлтийн тогтмол юм. Өөр нэг томьёо нь өртөлтийн тоог 2 * log 2 K - log 2 t-тэй тэнцүү болгодог. Тооцоолох боломжтой томьёо оруулах нь хамаагүй, L, C, K, t гэж оруулахад яагаад S гэж ордог.

Матрицын мэдрэмж нь PZZ-элементийн арьсны мэдрэмжтэй холбоотой салшгүй утга юм. За, матрицын пикселийн мэдрэмж нь нэгдүгээрт, "оруулсан фотон" хэлбэрээр худал хэлэх явдал юм. гэрэл мэдрэмтгий хэсгийн талбай(дүүргэх хүчин зүйл), мөн өөр аргаар, vіd квант үр ашиг(квантын үр ашиг), энэ нь бүртгэгдсэн электронуудын тоог мэдрэгчийн гадаргуу дээр живсэн фотонуудын харьцаа юм.

Бусад хэд хэдэн параметрүүд нь квантын үр ашигт хувь нэмэр оруулдаг. Нэгдүгээрт, Цэ гүйцэтгэлийн коэффициент- мэдрэгчийн гадаргуу дээрх рикошет шиг нам гүм фотонуудын хэсгийг тусгасан утга. Исгэлтийн коэффициент нэмэгдэх үед дотоод фото эффектэд оролцдог фотонуудын хэсэг өөрчлөгддөг.

Фотонууд мэдрэгчийн гадаргуу дээр унждаггүй, цэнэг тээж, зарим нь гадаргуу дээр "гацаж", зарим нь PZZ-элементийн материалд гүн нэвтэрдэг. Энэ хоёр төрлөөр өмхий үнэр нь фото урсгалыг хэвлэх үйл явцад оролцдоггүй нь тодорхой байна. "Нэвтрэх барилга" гэж нэрлэгддэг дамжуулагч дахь фотонууд шавар коэффициент, Дамжуулагчийн материал шиг хэвтэх, тиймээс унах гэрлийн урт салхины тохиолдолд - "dovgokhvily" тоосонцор "богино сэвсгэр" -ээс илүү их хэмжээгээр нэвтэрдэг. PZZ-элемент нь удаан хугацааны элэгдэл, элэгдэлд харагдахуйц өөрчлөлтийг харуулсан фотонуудад шаардлагатай бөгөөд ийм шаврын коэффициентэд хүрэхийн тулд дотоод фотоэлектрик эффект нь потенциалтай ойртож, электрон үүсэх боломжийг нэмэгдүүлдэг. хэрэглэх.

Ихэнхдээ квантын үр ашигтай використ нэр томъёог орлуулдаг "Квантын гарц"(квантын гарц), гэхдээ үнэн хэрэгтээ параметр нь нэг фотон алдагдсан үед чичирдэг цэнэгийн тээвэрлэгчдийн тоог харуулдаг. Дотоод фотоэлектрик эффекттэй бол цэнэгийн үндсэн массыг CCD элементийн боломжит худагт зарцуулсан хэвээр байгаа нь ойлгомжтой бөгөөд электронуудын уургийн хэсэг (эсвэл дирок) нь өвөрмөц "зуурмаг" юм. Тоологч нь квантын үр ашгийг тодорхойлсон томьёотой бөгөөд цэнэг дэх хамрын хэмжээ нь боломжит нүхэнд үрэн таран хийсэн мэт харагдана.

PZD матрицын чухал шинж чанар юм мэдрэмжийн босго- бүртгэж болох гэрлийн дохионы хамгийн бага утгыг тодорхойлдог бүртгэлийн гэрлийн параметр. Дохио бага байх тусам мэдрэмжийн босго өндөр болно. Мэдрэмжийн босгыг тойрсон гол хүчин зүйл, є харанхуй шуугиан(Харанхуй урсгал). Vіn є naslіdkom teploelektronі ї emisії болон vinikaє электрод нь боломжит нийлүүлэх үед PZZ-elementі-д, түүний доор боломжит худаг үүсдэг. "Харанхуй" энэ дуугаралтыг гэрлийн өндөр урсгалаар нүхэнд цацсан электронуудаас бүрддэг гэж нэрлэдэг. Хэрэв гэрлийн урсгал сул байвал фотострумын хэмжээ ойрхон, заримдаа бага байдаг бол харанхуй струмын хэмжээг бууруулна.

Мэдрэгчийн температураас хамаарч харанхуй найлзуурын хуучирсан байдал; матрицыг Цельсийн 9 хэмээр халаах үед харанхуй стрим хоёр дахин нэмэгддэг. Матрицыг хөргөхийн тулд ялгуусан нь өөр өөр байдаг халаалтын систем (хөргөх). Шалны камеруудад жин, хэмжээ нь хөргөлтийн системийг хаах хооронд, заримдаа дулаан солилцуурын чанарт камерын металл хайрцаг байдаг. Tekhnіtsі студид орон зай, хэмжээс бараг байдаггүй, үүнээс гадна өрөөндөө хөргөх системийн эрчим хүчний хангамжийг нэмэгдүүлж, идэвхгүй, идэвхтэй гэж хуваахыг зөвшөөрдөг.

Идэвхгүй хөргөлтийн системБи агаар мандалд нэмэх хөргөлттэй илүүдэл дулааныг бага "skidannya" -д анхаарал тавих болно. Энэ тохиолдолд хөргөлтийн систем нь дулааны хамгийн их дамжуулагчийн үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд энэ нь дулааныг үр ашигтай хуваарилах боломжийг олгодог. Температур нэмэгдэх нь тодорхой, энэ нь хөрнө, энэ нь буурч чадахгүй, доод температур хэт халуун байна, яагаад үүнийг гол дутагдал гэж үздэг. идэвхгүй системүүд.

Идэвхгүй дулаан солилцооны системийн хамгийн энгийн өгзөг радиатор(халаагч), дулаан дамжилтын илтгэлцүүр бүхий материалаар хийгдсэн, хамгийн гол нь металлаар хийгдсэн байдаг. Агаар мандалтай харьцдаг гадаргуу нь хэлбэр дүрс үүсгэдэг бөгөөд энэ нь илүү том талбайг тэлэх боломжийг олгодог. Розсиювання маютын хамгийн их талбай радиаторуудын үндсэн хэсгүүд, "жак" хэлбэртэй, дулаахан ягаан "толгой" -д ороосон. Ихэнхдээ дулааны солилцоог албадан хийхийн тулд радиаторын гадаргууг үлээлгэдэг. микрофенижил төстэй барилга байгууламж, зэрэглэл хөргөгч(cooler, cool-cool гэсэн үгнээс гаралтай), персонал компьютерийн хувьд процессорыг хөргөнө. Микро сэнс нь цахилгаан хэмнэдэг гэсэн таамаглалаар vicoristing системийг "идэвхтэй" гэж нэрлэдэг нь туйлын буруу, учир нь хөргөгч нь хавсралтуудыг агаар мандлын температураас бага температурт хөргөж чадахгүй. Одоогийн цаг агаарын өндөр температурт (40 градус ба түүнээс дээш) идэвхгүй хөргөлтийн системийн үр ашиг буурч эхэлдэг.

Идэвхтэй хөргөлтийн системЦахилгаан эсвэл химийн процессын хувьд хамгийн бага температурыг хамгийн шаардлагатай хугацаанд хянах нь аюулгүй юм. Үнэн хэрэгтээ идэвхтэй системүүд "хүйтэн чичирдэг" боловч энэ нь агаар мандалд харагдах үед энэ нь хөргөх дулааныг нэмж байгаатай адил юм. Идэвхтэй хөргөгчийн сонгодог өгзөг нь маш сайн хөргөгч юм. Vtіm, өндөр KKD-ээс үл хамааран түүний жин, хэмжээсийн шинж чанар нь студийн гэрэл зургийн төхөөрөмжид хүлээн зөвшөөрөгдөхгүй. Тиймээс идэвхтэй хөргөлтийг хангана Пелтиер системүүд, ажил нь янз бүрийн нэг хэмжээст нөлөө дээр үндэслэсэн бол бэлтгэсэн хоёр дамжуулагчийн төгсгөлд потенциалын ялгаа илэрхий байгаа бол. янз бүрийн материал, эдгээр дамжуулагчийн зөөгч дээр (хүчдэлийн туйлшралын улмаас орд) харагдах болно, эсвэл дулааны энерги шавар болно. Үүний шалтгаан нь дамжуулагчийн потенциал дахь дотоод контактын зөрүүг харгалзан электроникийн хурдатгал эсвэл өсөлт юм.

Электроник ба утаснуудын хоорондох тэнцвэрийг хангахын тулд дулаан дамжуулалтыг гүйцэтгэдэг n ба p төрлийн халаагуурын янз бүрийн хослолын хувьд хамгийн их дулаан дамжуулах нөлөөлөл үүсдэг. Энэ хүч чадлыг хангахын тулд Пелтье элементүүдийн хослолыг каскад хийх боломжтой, үүнээс гадна хэлтэрхий нь шаварлаг дулаан шиг харагддаг тул элементүүдийг нэгтгэж, хөргөгчийн нэг тал нь халуун, нөгөө тал нь халуун байх ёстой. хүйтэн. Каскадын хослолын үр дүнд Пелтье элементийн матрицын хамгийн алслагдсан хэсгийн халуун хэсгийн температур мэдэгдэхүйц өндөр, хамгийн туйлын бага, идэвхгүй барилга байгууламжийн тусламжтайгаар агаар мандалд халдаг. радиатор ба хөргөгч юм.

Peltier эффектийг чичиргээтэй идэвхтэй хөргөлтийн системүүд нь мэдрэгчийн температурыг тэг градус хүртэл бууруулж, харанхуй стремийн температурыг эрс бууруулдаг. Гэсэн хэдий ч, PZZ-матрицыг дэлхий даяар хөргөх нь усан дахь конденсат дусал, улмаар электроникийн богино холболтыг заналхийлж байна. Заримдаа матрицын хөргөлттэй ба гэрэлд мэдрэмтгий хэсгүүдийн хоорондох хилийн температурын зөрүү нь хүлээн зөвшөөрөгдөхгүй хэв гажилтанд хүргэдэг.

Гэсэн хэдий ч радиаторууд, хөргөгчид, Пелтиерийн элементүүд нь машин, хэмжээсээр хүрээлэгдсэн шалны танхимд хаалттай байдаггүй. Натомист нь ийм техник, арга барилыг хожсон, үндэс суурь гэж нэрлэгддэг хар пиксел(харанхуй лавлагааны пиксел). Пикселийн тоо нь матрицын ирмэгийн дагуух багана, эгнээний тунгалаг материалаар бүрхэгдсэн байдаг. Хар пикселийн бүх зургийн дундаж утга нь чухал юм харанхуй струмтай тэнцүү байна. Мэдээжийн хэрэг, мөлжлөгийн янз бүрийн сэтгэлгээний хувьд (нэг камерын дунд хэсгийн температур, батерейны гүйдэл хэтэрхий нимгэн) харанхуй зураас өөр байх болно. Хэрэв та йогийг арьсны пикселийн хувьд "ажиглалтын цэг" болгон сонговол түүний үнэ цэнийг фото урсгалаас харах боломжтой бол CCD элемент дээр унасан бүтээлийн аль фотон цэнэгийг тодорхойлох боломжтой.

Үүнийг үл тоомсорлох нь өөр аргаар, харанхуй шуугиан, мэдрэмжийн босготой хиллэдэг өөр хүчин зүйлийн тухай дараагийн дурсамж. Їм є дулааны дуу чимээ(дулааны чимээ шуугиан) электродууд дээр потенциал байгаа үед үүсэх нь зөвхөн CCD элементийн дагуух электронуудын эмх замбараагүй урсгал юм. Маш их хөнгөвчлөх витриммүүд нь боломжит худагт электронуудын аажмаар хуримтлагдахад хүргэдэг бөгөөд энэ нь фото урсгалын зөв утгыг бий болгодог. Би "dovsha" vitrimka chim, илүү электронууд байдаг, Тэд нүхэнд "алдсан" гэж.

Таны харж байгаагаар, нэг кассетны хил дэх хайлмалын хөнгөн байдал нь байнгын нэгээр дүүрдэг тул үүнийг хүрээнээс хүрээ рүү өөрчлөх боломжгүй юм. Мөн дижитал камерын тэнхлэг нь арьсны дүрсний ижил төстэй мэдрэмжийн оновчтой утгыг тохируулах боломжийг танд олгоно. Матрицаас гарахын тулд илүү хүчтэй видео дохионы тусламж авах; Энэ процедурыг яагаад гэж нэрлэдэг вэ? "Ижил мэдрэмжийг сурталчлахын төлөө", тоглуулагчийн дууны хяналтын ороосон таах.

Ийм маягаар, сул гэрэлтүүлэгтэй үед користувагийн өмнө эквивалент мэдрэмжийг дэмжих эсвэл витримка нэмэгдүүлэх гэсэн хоёрдмол асуудал үүсдэг. Үүний тусламжтайгаар хоёр vipad дээр, доор нь тогтсон сарнайн чимээ шуугиантай хүрээг бүү нуу. Үнэн, dosvіd pokazyє, scho z "dovgoї" vitrimtsі znіmok psuєtsya negarazd, матрицын илүү хүчтэй дохио юм шиг. Гэсэн хэдий ч өртөлтийн өчүүхэн байдал нь маш том бөгөөд өөр нэг асуудалд заналхийлж байна - користувах нь хүрээг "хөөлж" чаддаг. Үүний тулд та байрандаа байнга байхаар төлөвлөж байгаа юм шиг линзний өндөр гэрлийн чадалтай камер сонгохоос гадна "оюуны" унтдаг илүү чанга камер сонгох хэрэгтэй.

Динамик хүрээ

Матриц хэлбэрээр барилга байгууламжийг хурц нартай, сул гэрэлтэй аль алинд нь хөнгөнөөр бүртгэх шаардлагатай. Үүний тулд матрицын боломжуудыг буруутгах нь бүр ч илүү төсөөлөлтэй байхаас гадна сул гэрэлтүүлэгтэй электронуудын хамгийн бага тоог хэрхэн бууруулах, хүчтэй гэрлийн урсгал мэдрэгч рүү ороход авдаг асар их цэнэгийг хэрхэн яаж зохицуулахыг санаарай. . Энэ дүрс нь линзээр үүсгэгддэг тул ихэвчлэн тод гэрэлтдэг газар, гүн сүүдэрээс үүсдэг бөгөөд мэдрэгч нь бүх үзэмжийг бүртгэдэг.

Мэдрэгчийн янз бүрийн гэрэлтүүлэг, өндөр тодосгогчтой сайн зураг үүсгэх чадварыг параметрээр тодорхойлно. "динамик хүрээ", зураг дахь ялгаа матрицын барилга шинж чанар, їє reєruyuchu гадаргуу, хамгийн гэрлийн хамгийн бараан сүүдэрт төсөөлж байна. Өргөтгөсөн динамик хүрээтэй бол харагдах тэмдгүүдийн тоо нэмэгдэж, тэдгээрийн хоорондох шилжилт нь тухайн объектоос үүссэн мэт дүрсийг нэмэгдүүлэх болно.

Хүрээний тод байдалд динамик хүрээний нөлөөлөл (A - өргөн динамик хүрээ, B - нарийн динамик хүрээ)

PZZ-элементийн нэг утгыг хуримтлуулах чадварыг тодорхойлсон шинж чанарыг нэрлэдэг "Шавар хүч өгөх нүхнүүд"(худагны гүн), матрицын динамик мужийг байршуулах ёстой юм шиг байна. Сул гэрэлтүүлгийн оюун ухааныг динамик мужаар солих үед мэдрэмжийн босго нэмэгддэг нь өөрийн хар өнгөөр, харанхуй шуугианы хэмжээгээр илэрхийлэгддэг.

Мэдээжийн хэрэг, фото урсгалыг бий болгохын тулд электрон зарцуулдаг зүйл нь зөвхөн потенциалтай цэнэгийг хуримтлуулах явцад төдийгүй матрицын гарц руу зөөвөрлөх үед юм. Электродыг шилжүүлэх үед үндсэн цэнэг нь "тассан" электронуудын шилжилтийн улмаас алдагдсан. "Устгасан электроникийн тоо" бага байх тусам илүү их болно цэнэгийн шилжүүлгийн үр ашиг(Цэнэг шилжүүлэх үр ашиг). Энэ параметр нь цонхнуудад мутацид орсон бөгөөд PZZ-элементүүдийн хооронд "хөндлөн" нэг цагийн турш хадгалагдсан цэнэгийн хэсгийг харуулдаг.

Дамжуулах үр ашгийн нөлөөг өгзөг дээр харуулж болно. Хэрэв 1024 X 1024 матрицын хувьд энэ параметрийн утга 98% байвал матрицын гаралт дээрх төв пикселийн фото урсгалын утгыг тодорхойлохын тулд 0.98 (хэрэглэх цэнэгээс хамаарч) тохируулах шаардлагатай. 1024-р алхам руу шилжүүлж (пикселүүдийн хоорондох "загалмайн" тоо) 100-аар үржүүлнэ (хувь). Үр дүн нь туйлын хангалтгүй - гаралтын цэнэгийн 0.0000001% алдагдах болно. "Гарам"-ын тоо нэмэгдэхийн хэрээр "гарц"-ын тоо нэмэгддэг нь ойлгомжтой. Нэмж дурдахад, фрэймийн унших чадварын хурд буурч байгаа тул дамжуулах хурд нэмэгдэж байгаа нь (өсөлтийг нөхөхийн тулд) "хугарсан электронуудын" тоог тааламжгүй нэмэгдүүлэхэд хүргэсэн.

PZZ-матрицыг төлөвлөхдөө цэнэгийг дамжуулах өндөр үр ашигтай байхын тулд хүрээний уншигдахуйц боломжийн түвшинд хүрэхийн тулд боломжит нүхийг байрлуулах ажлыг "булах" төлөвлөгөөтэй байна. Zavdyaki tsomu elektroni тийм ч идэвхтэй elektrodіv шилжүүлэх "зөөгч" биш, n-сувгийг нэвтрүүлэх PZZ-элементийн загварт "гүн zaglyagannya" боломжийн хувьд.

Өгзөгний үзүүртэй өгзөг рүү эргэвэл: 1024 X 1024 матрицад агуулах дахь цэнэгийн дамжуулалтын үр ашиг 99.999% байгаа ч фото урсгал руу мэдрэгчийн гаралтын үед төв цэнэг 1-р кобын утгын 98.98% -ийг алдах болно. Матрицыг хэрхэн өргөжүүлэх вэ? өндөр барилга, дараа нь 99.99999% -ийн цэнэгийн шилжүүлгийн үр ашиг шаардлагатай.

Цэцэглэж байна

Чимээгүй нөхцөлд дотоод фотоэлектрик эффект нь боломжит гүнээс давсан электронуудын тоонд хүрвэл CCD элементийн цэнэг гаднах пикселийн дагуу нэмэгдэж эхэлдэг. Тэмдгүүд дээр гэж нэрлэгддэг үзэгдэл байдаг "цэцэглэх"(Англи хэлнээс blooming - blooming), энэ нь цагаан өнгөтэй, зөв ​​хэлбэр мэт харагддаг бөгөөд илүүдэл электронууд нь илүү их цэцэглэдэг.

Blooming нь нэмэлт системд зориулагдсан байх ёстой электрон ус зайлуулах хоолой(халих ус зайлуулах), боломжит нүхтэй илүүдэл электронуудыг нэвтрүүлэх гол ажил. Хамгийн алдартай сонголтууд босоо ус зайлуулах хоолой(Босоо халих ус зайлуулах хоолой, VOD) ус зайлуулах хоолой(Хажуугийн халих ус зайлуулах суваг, VOD).

Босоо ус зайлуулах системд потенциалыг матрицын доторлогоонд нийлүүлдэг бөгөөд үүний утга нь гүнийг дахин байрлуулах үед илүүдэл электронууд үүнээс доторлогоо руу урсаж, тэнд өсөх болно. Энэ сонголтын сул тал нь боломжит худгийн гүний өөрчлөлт, PZZ элементийн динамик хүрээний дуу чимээ юм. Энэ систем нь арын гэрэлтүүлгийн улмаас матрицад гацдаггүй нь бас тодорхой юм.

Босоо электрон ус зайлуулах хоолой

Боломжит электронуудыг ус зайлуулах ховил руу нэвтрүүлэхээс сэргийлж, илүүдэл цэнэгийг нэмэгдүүлэхэд хүргэдэг vicoous электрод бүхий систем. Эдгээр электродын потенциалыг боломжит нүхээр дахин байрлуулах саад хүртэл хувьсах замаар сонгогддог бөгөөд тэдгээр нь өөрийн гүнд өөрчлөгддөггүй. PZZ-элементийн гэрэлд мэдрэмтгий хэсгийг электродуудын ус зайлуулах зориулалтаар богиносгож, микро линзийг гэрэлтүүлдэг.

Далайн эргийн электрон ус зайлуулах хоолой

Цэцэглэлтийн үеэр авчирсан хүрээний баталгаа болох төвөгтэй дизайн бүхий ус зайлуулах нэмэлтийг мэдрэгч дээр нэмэх хэрэгцээг үл тоомсорлож болохгүй нь ойлгомжтой. Энэ цахим хаалтыг ус зайлуулахгүйгээр хэрэгжүүлэх боломжгүй; vіn нь хэт богино салхины шил бүхий "хөшигний" үүрэг гүйцэтгэдэг, интервалын хувьд ийм өөрчлөлтийн давтамж нь үндсэн зэрэгцээ регистрээс буфер параллель регистр рүү цэнэгийг шилжүүлэхэд нөлөөлдөг. "Хаалт", өөрөөр хэлбэл ус зайлуулах суваг нь ажил дууссаны дараа (тэр ч байтугай богино хугацаанд) өртсөний дараа "гэрэл мэдрэгчтэй" пикселүүдэд нуугдаж буй чимээгүй электроникийн CCD элементүүдийн буферийн нүхэнд нэвтрэхэд тусалдаг.

"гацсан" пиксел

Зарим CCD элементүүдийн технологийн алдаанаас болж хамгийн богино салхины шилийг салхинд хийснээр боломжит худгийн ойролцоо электронууд нуранги шиг хуримтлагдана. Зураг дээр пиксел, нэрс байна "гацсан"(гацсан пиксел), тэр ч байтугай хүчтэй цочроох нь өнгө адил арга зам, тиймээс гэрэл гэгээтэй хувьд, үүнээс гадна, дуу чимээний дор тогтмол сарнай нүүрэн дээр, өмхий үнэр гарч ирэхэд өнгө нь тод, халаалтаас хамааралгүй. матриц.

Vidalennya наалттай пиксел програм хангамжгэмтэлтэй PZZ-элементүүдийг илрүүлэх, тэдгээрийн "координат" -ыг тогтворгүй санах ойд цээжлэх боломжийг олгодог камерууд. Зургийг хэлбэржүүлэхдээ гэмтэлтэй пикселийн утгыг сарнайгаас авдаггүй, амиа хорлох цэгүүдийн утгын интерполяциар солигддог. Хайлтын явцад пикселийн согогийг тодорхойлохын тулд түүний цэнэгийг жишиг утгуудтай тэнцүү байна, учир нь энэ нь эрчим хүчний хамааралгүй камерын санах ойд мөн хадгалагддаг.

Диагональ матрицын өргөтгөл

Зарим нь дижитал камер байгаа эсэхийг бусад хэд хэдэн параметрт заасан байдаг диагональ дээр rozmіr PZZ-матриц(ихэвчлэн нэг инчийн хэсэгт). Энэ утга нь мэдрэгчийн хэмжээнээс том хэмжээтэй объектын шинж чанаруудтай холбоотой бөгөөд энэ нь оптикоор үүссэн дүрс нь илүү том байна гэсэн үг юм. Матрицын бичлэгийн гадаргуу дээр дүрсийг гажуудуулахын тулд оптик элементүүдийг томруулсан байх ёстой. Хэдийгээр "зураг" нь мэдрэгчээс бага харагдахын тулд линзээр үүсгэгдсэн ч матрицын захын хэсгүүд нь эзэнгүй мэт харагдана. Гэсэн хэдий ч хэд хэдэн видео камерын загварт мегапикселийн нэг хэсэг нь "зөв" харагдахгүй байгааг камерууд харуулаагүй.

Мөн 35 миллиметрийн технологийн үндсэн дээр бүтээгдсэн дижитал "рефлекс камер" -ын тэнхлэг нь матрицын гэрэл мэдрэмтгий хэсгийг гаталж линзээр үүсгэгдсэн мэт нөхцөл байдлын дүр төрхийг бараг өөрчилдөг. Викликано бид 35 мм-ийн усанд сэлэгчийн хүрээний хэмжээс бүхий мэдрэгч нь илүү үнэтэй байдаг тул линзээс бүрдсэн зургийн хэсэг нь "хөшигний ард" гарч ирдэг гэдгийг бид үнэлдэг. Үүний үр дүнд линзний шинж чанар нь "урт фокусын" хэсэгт шилждэг. Тиймээс дижитал рефлекс толин тусгалыг солих оптикийг сонгохдоо та үүнийг хийх хэрэгтэй фокусын уртыг нэмэгдүүлэх хүчин зүйл- Дүрмээр бол вин нь 1.5-тай ойролцоо байх ёстой. Жишээлбэл, 28-70 мм хэмжээтэй хувьсах линз суурилуулах үед ажлын хүрээ 42-105 мм болно.

Таамаглах коэффициент нь эерэг ба сөрөг аль аль нь байж болно. Zocrema, zyomka нь богино фокусын линзийг шаарддаг гайхалтай хөргөлтөөр нугалж байна. 18 мм-ийн фокусын урттай оптикууд нь илүү үнэтэй байдаг ч дижитал толинд 27 мм-ийн жижиг хэмжээтэй болж хувирдаг. Нөгөөтэйгүүр, холын зайн линз нь үнэтэй байж болох бөгөөд том фокусын уртын хувьд дүрмээр бол диафрагмыг өөрчилдөг. Мөн 1.5 коэффициент бүхий 200 мм-ийн хямд линзний тэнхлэг нь 300 мм-ийн линз болж хувирдаг бөгөөд "баруун" 300 мм-ийн оптик нь 200 мм-ийн гэрлийн хувьд f / 5.6 дарааллын нүхтэй байдаг. эрчим - f / 4.5.

Нэмж дурдахад аливаа линзний хувьд ийм гажуудал нь талбайн муруйлт, хүрээний ирмэгийн хэсгүүдийн ойролцоо дүрсний хурц, муруйлтаар илэрдэг гажуудал зэрэг онцлог шинж чанартай байдаг. Хэдийгээр матрицын хэмжээсүүд бага боловч линзээр үүсгэгдсэн зургийн доод хэмжээ нь мэдрэгчээр "асуудалтай газар" нь ердөө л бүртгэгдэхгүй.

Матрицын мэдрэмж нь бүртгэл хийгдсэн талбайн хэмжээстэй холбоотой байдаг нь чухал юм. Арьсны элементийн гэрэлд мэдрэмтгий хэсэг байх тусам шинэ зүйлд илүү их гэрэл зарцуулж, дотоод фотоэффект илүү олон удаа ажиглагддаг тул ийм зэрэглэлд мэдрэгчийн мэдрэмж бүхэлдээ нэмэгддэг. Нэмж дурдахад том хэмжээтэй пиксел нь "эзлэхүүн нэмэгдэх" боломжит нүхийг бий болгох боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь динамик хүрээний өргөнийг эерэгээр нэмэгдүүлдэг. Дижитал "рефлекс камерын урд талын өгзөгний матриц" нь 35 мм-ийн усанд сэлэгчдийн хүрээний ард байгаа хэмжээтэй тэнцүү юм. Дижитал мэдрэгчүүд нь уламжлал ёсоор ISO 6400 дараалалд мэдрэмтгий байдаг (!), ADC-ийн динамик хүрээ нь 10-12 бит юм.

Үүний зэрэгцээ, сонирхогчийн камерын матрицууд нь динамик хүрээтэй байдаг бөгөөд үүнд 8-10 битийн ADC хангалттай, мэдрэмж нь ISO 800-аас хэтрэх нь ховор. Үүний шалтгаан нь энэ техникийн тусгай загвар юм. Баруун талд Sony нь сонирхогчдын технологид зориулагдсан жижиг хэмжээтэй (диагональ 1/3, 1/2 ба 2/3 инч) мэдрэгч үйлдвэрлэхэд цөөн тооны өрсөлдөгчидтэй бөгөөд үүний шалтгаан нь хөгжилд чадварлаг хандлага байсан юм. загварын хүрээматрицууд. Хар үеийг хөгжүүлэх явцад "илүү мегапикселээр" razdilnoy zdatnistyu-ийн матрицуудыг урд талын бүх мэдрэгч загварууд, үүнээс гадна хэмжээс болон интерфейсийн хувьд илүү анхаарч үзсэн. Камерын дизайнеруудад линз болон камерын "цахим чөмөг" -ийг "эхнээс нь" боловсруулах боломж байгаагүй бололтой.

Vtіm, zі zіlshennyam razdіlnoї zdatnostі буфер зэрэгцээ regіstr zsuvu zaplyuє мэдрэгчийн талбайн илүү их, илүү хэсэг нь, үр дүнд, талбай нь гэрэл мэдрэмтгий, mystkіst potencіynoї yami хурдан байна.

PZZ матрицын гэрэл мэдрэмтгий хэсгийг өөр өөр хугацаанд өөрчлөхийг зөвшөөрдөг.

Тиймээс "N + 1 мегапиксел" арьсны ард жижиглэн худалдаачдын ажлын хуулбар байдаг - уучлаарай, үргэлж амжилттай байдаггүй.

Аналог-дижитал хөрвүүлэгч

Хямралыг даван туулсан видео дохиог камерын ухаалаг микропроцессор руу шилжүүлэх ёстой. дижитал формат. Та хэний төлөө ялах вэ аналог-тоон хувиргагч, ADC(аналогоос тоон хувиргагч, ADC) - аналог дохиог цифрүүдийн дараалал болгон хувиргах хавсралт. Його толгойн шинж чанар є хүчин чадал, тиймээс дискретийн тоо нь танигдаж, кодлогдсон дохиотой тэнцүү байна. Rivniv-ийн тоог тооцоолохын тулд дэлхийн зэрэглэлд хоёрыг залгахад хангалттай. Жишээлбэл, "8 битийн багтаамж" гэдэг нь хөрвүүлэгч нь найм дахь шатанд 2-ыг дохиотой тэнцүүлж, 256 өөр утгаар харуулах боломжтой гэсэн үг юм.

ADC-ийн асар их хүчин чадлын хувьд та (онолын хувьд) илүү их хүрч чадна глибини өнгө(өнгөний гүн) хамгийн их тоо kolіrnykh vіdtіnkіv, сарлаг хийж болно. Өнгөний гүн нь битээр сонсогдож, дууны тоог i гэж тооцдог, учир нь би kіlkіst нь ADC дохиотой тэнцүү байна. Жишээлбэл, 24 битийн өнгөний гүнтэй бол та 16777216 өнгө авах боломжтой.

JPEG эсвэл TIFF форматтай файлуудын өнгөний жинхэнэ гүн нь зураг боловсруулах, хадгалах зорилгоор компьютерээр сонгогддог тул 24 бит (арьсанд 8 бит) хүрээлэгдсэн байдаг. өнгөт суваг- цэнхэр, улаан, ногоон). Энэ шалтгааны улмаас заримдаа 10, 12, 16 битийн багтаамжтай ADC (маш гүн өнгө нь 30, 36, 48 бит) "илүүдэл" -ээр өршөөгдөж болно. Гэсэн хэдий ч дижитал гэрэл зургийн төхөөрөмжийн зарим загварын матрицын динамик хүрээ өргөн байж болох бөгөөд камер нь стандарт бус форматаар (30-48 бит) фрэйм ​​хадгалах функцтэй байсан ч цаашдын компьютерийн боловсруулалтаар үүнийг хийх боломжтой. "zayvі" biti vikorate боломжтой юм. Таны харж байгаагаар илрэх давтамжийн хувьд үзэсгэлэнгийн розрахункагийн өршөөл нь зөвхөн анхаарлаа төвлөрүүлэх алдааны төлөө золиослогдох болно. Үүний тулд ийм өршөөлийг "доод" (богино хугацааны үед) эсвэл "дээд" (хэт тайрах үед) цохилтын тусламжаар нөхөх боломж бүр ч илүү өвөг дээдсийнх шиг санагддаг. За, хэрэв үзэсгэлэнг өршөөлгүйгээр нээсэн бол стандарт 24-т 30-48 битийг хойшлуулалгүйгээр "шахах" нь тийм ч хялбар биш юм.

Мэдээжийн хэрэг, PZZ-матрицын динамик хүрээ нь ADC-ийн битийн хэмжээ нэмэгдэхэд буруутай, учир нь суваг бүрт 10-12 бит бүхий ADC-ийн нарийн динамик мужтай бол юу ч танигдахгүй. Хамгийн гол нь үүнийг өөрөөр нэрлэж болохгүй, энэ нь "36 бит" оньсогоын сурталчилгаанаас доогуур бөгөөд диагональ дагуу пив инчийн матриц бүхий даруухан "миллица" -ын "48 бит" өнгийг бий болгодог. , эсвэл бүр vimagaє-ийн 30 битийн өнгийг бий болгож, хамгийн бага, мэдрэхүйн дам шиг. 3 инч.

Хатуу дискүүд