İlk olarak, elektronik yükü kaydetme ve daha sonra elektronik yükü okuma fikriyle PZZ ilkesi, BELL şirketinin iki mühendisi tarafından, örneğin 60'larda, ilk kez yeni türler aramak için kırıldı. EOM için hafıza, ferrit halkalardaki hafızanın değiştirilmesi (takabula 'yat). Bu fikrin ümit verici olmadığı ortaya çıktı, ancak silikonun görünür titreşim spektrumuna tepki verme yeteneği işaretlendi ve gelişiminin nabulasının görüntüsünü işleme ilkesini zafere ulaştırma fikri belirlendi.

Terimin kodunun çözülmesine bakalım.

PCD kısaltması "Şarj bağlantısıyla düzelt" anlamına gelir - bu terim İngilizce "Şarj Bağlantılı Cihazlar"a (CCD) benzer.

Danimarka'da bu tip bağlantı parçaları daha fazla olabilir geniş renk görüntü kaydı için çeşitli optoelektronik eklerde durun. Dijital kameralara, video kameralara, tarayıcılara ihtiyacımız var.

Mükemmel bir iletken fotodiyot biçimindeki PZZ alıcısı neyi hesaba katar, ışığa duyarlı bir maydanchik ve bir elektrik sinyalini almak için iki elektrik kontağına sahip olan nedir?

tünemiş, PZZ alıcısındaki bu tür ışığa duyarlı kızaklar (genellikle piksel olarak adlandırılır - ışığı alan ve bir elektrik yüküne dönüştüren öğeler), birkaç bin ila birkaç yüz bin ve birkaç yüz bin arasında daha da zengindir. Ancak okremikh piksellerinin genişlemesi 1 ila onlarca mikron arasında olabilir. Pikseller bir satırda titreşebilir - ya alıcıya PZZ-çizgisi denir ya da benzer sıralar bir çizimin yüzeyine yerleştirilebilir - her iki alıcıya da PZZ matrisi denir.

Raztashuvannya svіtlopriymalnyh elementіv (mavi renkli dikdörtgenler) PZZ-çizgileri ve PZZ-matrislerinde.

Farklı bir şekilde Bir mikroçipe benzeyen PZZ alıcısı, elektrik sinyallerinin iletilmesi için çok sayıda elektrik kontağına sahiptir ve bunun cilt ışığına duyarlı elemandan geçmesi gerektiği varsayılır. Ardından, PZZ alıcısına, cilt ışığına duyarlı elemandan aydınlatmasıyla orantılı bir elektrik sinyalinin yayılmasına izin veren bir elektronik devre bağlanır.

PZZ'nin işlevi şu şekilde tanımlanabilir: ışığa duyarlı bir cilt elemanı - bir piksel - elektronik için bir hazine gibi çalışır. Elektronikler, dzherel'den gelen ışığın akışı altındaki piksellerden gelir. Önceden belirlenmiş bir aralıktan sonra, deri piksel, bir saat boyunca sokağa konan bir rüzgar gibi yenide içilen ışık miktarıyla orantılı olarak adım adım elektronlarla doldurulur. Belirli bir saatin sonunda cilt pikselinin biriktirdiği elektrik yükü bir tel vasıtasıyla cihazın “çıkış”ına aktarılır ve yok edilir. Elektrik kontrol devresinin ışığa duyarlı elemanlarının yer değiştirdiği kristalin ışık yapısı için her şey değerlidir.

Pratik olarak, PZZ matrisi aynı şekilde çalışır. (Görüntü scho proektuєtsya zasvіchuvannya) Pіslya eksponuvannya Elektron diyagramıdır upravlіnnya priladit podaє üzerinde Demba dönüştürülebilir nabіr іmpulsnih naprugi, SSMSC pochinayut zrushuvati stovptsі nakopichenimi içinde pіkselyah Elektronun matritsі de znahoditsya analogіchny vimіryuvalny TSH-reєstr, para mu zrushuyutsya Vzhe yükü içinde kenar vimiruvalny elemanına dik, on şarjla orantılı yeni sinyaller yaratıyor. Bu şekilde, skin tahribat anı için, matriste hangi pikseli (satır numarası ve sütun numarası) hesaba katabileceğimiz, birikmiş yük ve hatanın değerini alabiliriz.

Kısaca sürecin fiziği hakkında.

Koç için, CCD'lerin, dört radyo elemanının bir koleksiyonu olarak görülemeyen, sözde fonksiyonel elektroniklerin prototipleri olarak kabul edilmesi önemlidir - bu kapasitörleri destekleyen transistörler. Temel, bir ücret bağlantısı ilkesidir. Yük bağlantısının prensibi vicoristovuє iki vіdomі z elektrostatik pozisyonu:

1. tek seferlik ücretler alınır,
2. Potansiyel enerjinin minimum olduğu yerde pragmatik olarak roztashuvatisya'yı şarj edin. Tobto. terbiyesizce - "riba shukaє orada, de glibshe".

Cob uyavimo sobi MOS kondansatör için (MOS - hızlı akan metal oksit iletkeni). MOS transistörün dışında kalanları seçin, bu yüzden yeni bir çubuk ve bir bobin alın, bu sadece bir elektrot, dielektrik bilyeli silikonda su-silikon. Şarkı söylemek için iletkenin p-tipi olması önemlidir, bu nedenle eşit derecede önemli zihinlerde diroc konsantrasyonu (birkaç büyüklük mertebesinde) daha fazla, daha düşük elektronlar bakımından zengindir. Elektrikte "vahşi" yük, elektronun ters yükü, yani. pozitif yük.

Böyle bir elektrota pozitif bir potansiyel uygulamak ister misiniz (buna deklanşör denir)? Bir kepenk tarafından yaratılan, silikon çatlağı yalıtkanına nüfuz eden, rukhli dirka üfleyen bir elektrik alanı; z'yavlyaєtsya zbіdnena alanı - sevny obsyag silikon, neredeyse ana burunlar. Dolgu pedlerinin tipik PZZ parametreleri ile alanın derinliği 5 mikrona yakın olmalıdır. Navpaki, burada ışık altında denilen elektronikler, deklanşöre çekilir ve deklanşörün altında bir orta olmadan silikon oksidin dağılması üzerinde birikir ve böylece potansiyel bir kuyuya düşerler (Şekil 1).

Pirinç. 1
Deklanşöre ek voltaj ile potansiyel boşluklar

Dünyadaki tüm elektroniklerde, çukurdaki birikim genellikle iletkende kepenk tarafından oluşturulan elektrik alanını nötralize eder ve hasar tamamen telafi edilebilir, böylece tüm elektrik alanı sadece dielektrik üzerine düşer ve her şey döner, ince bir elektron topunu ikiye böler.

Şimdi deklanşörden başka bir deklanşör yükleyelim ve yenisine, ayrıca daha büyük, daha düşük olana pozitif bir potansiyel uygulanır (Şekil 2). Boşlukları kapatırsanız, potansiyelleri birleşecek ve aynı potansiyel delikte bulunan elektronikler bir “glibsha” gibi sahaya hareket edecek.
Pirinç. 2
Kapalı iki panjurun potansiyel kuyularının üst üste binmesi. Yük, glibsha'nın potansiyel çukuru olan yerlere akar.

Artık kepenkleri kapatabilirsek, onlara güç vererek onları kontrol etmek, şarj paketinin lokalizasyonunu böyle bir yapıya aktarmak mümkün olabilir. PZZ'nin mucizevi gücü - kendi kendini taramanın gücü - neşter kepenklerini kontrol etmek için üç saat lastiğinin yeterli olması gerçeğine dayanmaktadır. (Elektronikte veriyolu terimi, aynı tipteki elemanları birbirine bağlayan bir elektrik akımının iletkeni, bir saat veriyolu - içinden faz voltajında ​​iletilen iletkenler.) Aslında, şarj paketlerinin aktarımı için gerekli ve yeterlidir. biri bir iletimli üç elektrota sahip olmak, alıcı ve verici çiftlerini bire böler, ayrıca, bu tür üçlülerin aynı elektrotları tek tek tek bir saat veriyoluna bağlanabilir, bu da yalnızca bir harici iletim anlamına gelir (Şek. 3).

Pirinç. 3
En basit üç fazlı PZZ kaydı.
Deri potansiyel deliğindeki yük farklıdır.

Tse ve є PZZ'deki en basit üç fazlı kayıt zsuvu. Böyle bir kaydın döngü diyagramları, Şek. 4.

Pirinç. 4
Üç fazlı kaydı yönetmek için döngü diyagramları, 120 derece kırık üç menderestir.
Potansiyelleri değiştirirken, yükler değişir.

Görüldüğü gibi yeni için normal iş cilt anında, bir saat veriyolunun kullanıldığı zaman yüksek bir potansiyelden kaynaklanır ve bir kullanıldığında, düşük bir potansiyel suçlanır (bariyer potansiyeli). Bir veriyolunda potansiyel artırıldığında ve sonraki (ileri) üzerinde düşürüldüğünde, tüm şarj paketlerinin ikincil kapılara bir saatlik transferi gerçekleştirilir ve bir sonraki döngü için (cilt fazı veriyolunda bir döngü) şarj paketlerinin aktarımı gerçekleştirilir. kayıtların bir elemana gerçekleştirilir.

Şarj paketlerinin enine düz çizginin yakınında lokalizasyonu için, durdurma kanalları denir - transfer kanalı boyunca gitmesi gereken ana deniz fenerinin artan konsantrasyonuna sahip dar bağlantılar (Şekil 5).

Pirinç. beş.
"Yanık" kaydının görünümü.
Bloktaki transfer kanalı doğrudan durdurma kanalları ile çevrilidir.

Sağda, deniz fenerinin konsantrasyonunun, altındaki kepenk üzerindeki belirli basınçla uzanması gerektiği gerçeğinde, alan kapalıdır (bu parametre, MOS yapısının sınır stresi gibi başka bir şey değildir). Sezgisel anlayıştan, evin konsantrasyonu ne kadar büyük olursa, iletkendeki enerji ne kadar büyük olursa, onları derinliklere almanın o kadar önemli olduğu, o zaman stres sınırının veya aynı voltajda o kadar büyük olduğu açıktı. , düşük potansiyel.

sorunlar

Dijital cihazların seçimine gelince, plaka boyunca parametreleri değiştirerek, cihazların parametrelerinde (ayrık voltaj seviyelerine sahip robot terazileri), ardından PZZ değişikliğinde, örneğin konsantrasyonda bir kesinti olmadan birkaç kez ulaşabilirsiniz. olan evin üzerinde. Kristalin büyümesine kendi problemlerini ekler ve bir BIS hafızası gibi rezervasyonun imkansızlığı ve hatta kusurlu evler bile tüm kristalin uygulanamaz olmasına neden olur.

pod çantası

PZZ matrisinin farklı pikselleri teknolojik olarak ışığa karşı farklı hassasiyetler yaratır ve aradaki farkı düzeltmek gerekir.

Dijital CMA'lar için bu düzeltmeye Otomatik Kazanç Kontrolü (AGC) sistemi denir.

AGC sistemi nasıl çalışır?

Basitlik için, daha ayrıntılı olarak bakmayalım. CCD düğümünün ADC'sinin çıktısının potansiyel eşitliklere eşit olduğunu varsayalım. 60'ın beyazın ortası olduğunu varsayalım.

1. PZZ çizgisinin cilt pikseli için değer, standart bir beyaz ışıkla (ve daha ciddi cihazlar için - ve “siyah eşittir” okuması) aydınlatıldığında hesaplanır.
2. Değer, referans düzeyiyle karşılaştırılır (örneğin, ortalama).
3. Son değerler ile referans eşit arasındaki fark, cilt pikseli için hatırlanır.
4. Nadal, tarama yaparken cilt pikselindeki fark telafi ediliyor.

AGC sisteminin başlatılması, tarayıcı sisteminin başlatılmasının her iki saatinde bir gerçekleştirilir. Chantly, makine açıldığında, bir saat sonra, tarayıcı taşıyıcısının kademeli olarak dönerek ruhi (dyad bіlya s/b kaçakçılığı) hareket etmeye başladığını not ettiniz. AGC sisteminin tüm başlatma süreci. Sistem ayrıca vrakhovu stan lampi'dir (eski).

Renkli bir tarayıcı ile sağlanan küçük MFP'lerin lambayı siyah, mavi ve yeşil olmak üzere üç renkle ateşlediğini söyleyerek saygı duydunuz. Orijinali biraz aydınlatalım. RGB kanalları hariç, matrisin hassasiyetinin kısa bir düzeltmesi için ayarlanmıştır.

pivtoniv testi (gölgeleme testi) mühendisin görevi için prosedürü başlatmanıza ve düzeltmenin anlamını gerçek zihinlere getirmenize olanak tanır.

Her şeye gerçek bir "savaş" makinesinde bakmaya çalışın. Temel olarak, geniş kapsamlı ve popüler bir cihaz alıyoruz SAMSUNG SCX-4521 (Xerox Pe 220)

Bizim durumumuzda CCD'nin CIS (Temas Görüntü Sensörü) haline geldiğini, ancak temel olarak düşünülen şeyin özünün değişmediğini not etmek gerekir. Sadece hafif boyaların çizgileri bir dzherelo ışığı gibi dağınık.

Baba:

CIS'den gelen görüntü sinyali 1.2'ye yakın olabilir ve cihaz denetleyicisinin (ADCP) ADC bölümünde (ADCP) olabilir. SACP'den sonra analog sinyal CIS, 8 bitlik dijital sinyale dönüştürülecektir.

SADC'deki görüntüyü işlemek için işlemci, önce ton düzeltme işlevi ve ardından gama düzeltme işlevi. Bu veriler, çalışma moduna bağlı olarak farklı modüller için gönderildikten sonra. Metin modunda, görüntü verileri LAT modülüne gider, Fotoğraf modunda, görüntü verileri "Hata Dağılımı" modülüne gider, PC-Tarama modunda, görüntü verileri DMA erişimi yoluyla doğrudan PC'ye gider.

Zaferlerden önce, ekranın eğimine bir parça temiz beyaz kağıt kemer koyun. Körüklerin ortasındaki optik, s/b dumanlı ve tarayıcının vozgalesinin “wilizan” ın önünde olduğu açıktı.

1. TEKNİK MODU arasından seçim yapın
2. Görüntüyü taramak için ENTER düğmesine basın.
3. Taramadan sonra, CIS GÖLGELEME PROFİLİ sağlanacaktır. Böyle bir sayfanın bir örneği aşağıda gösterilmiştir. Obov'yazkovo değil, scho vin sonucunuzun bir kopyası olabilir, ancak görüntüye yakın olabilir.
4. Oluşturulan görüntü, küçük olanda gösterilen görüntü tarafından güçlü bir şekilde bozulursa, BDT yanlıştır. Saygıyı aramak için - kemerin altındaki halkada "Sonuçlar: Tamam" yazıyor. Tse, CIS modülüne yönelik ciddi bir iddia sistemi olmadığı anlamına gelir. Aksi takdirde, af sonuçları verilecektir.

Bir rozdrukivka profili örneği:

Sana iyi şanslar!!

SPbDU (LDU), SPbETU (LETI) ve Axl'nin makale ve ders materyallerine dayanmaktadır. Diakuemo m.

V. Shelenberg tarafından hazırlanan materyal

Katı hal fotoelektrik dönüştürücüler (TFEP), iletim EPT'lerinin analoglarıdır.

TFEP, 1970'lerden CCD hakkında koçanı yönetiyor ve MIS-chi MOS yapı kapasitörleri yapmak için okremikh seredkіv'in geliştirilmesiyle kalıplanıyor. Böyle bir temel kapasitörün plakalarından biri metal eritme M'dir, diğeri iletken astar P'dir ( P- veya n-iletkenlik), dielektrik D, astar P üzerine ince bir top halinde uygulanan bir iletken olarak hizmet etmek için. Astar P zastosovuetsya silikon olduğundan, bir alıcı ile alaşım ( P-tip) veya bağışçı ( n-type) ev ve yak D - silikon oksit SiO 2 (böl. mal. 8.8).

Pirinç. 8.8. MOS Kapasitör

Pirinç. 8.9. Elektrik alan altında yüklerin yer değiştirmesi

Pirinç. 8.10.Üç fazlı PZZ sisteminin prensibi

Pirinç. 8.11.İki fazlı bir PZZ sisteminde yüklerin hareketi

Metal elektrota bir voltaj uygulandığında, altında “swish” veya temel olmayan burnun (bizim elektronik tipimizde) “sıkışabileceği” potansiyel bir çukur ve ana burun, dirka, burun, ana olanların konsantrasyonundan daha yüksek olabilir. Dielektrik D pіdkladtsі P vinikaє inversіyny topunun yakınında, iletkenlik türünün zvorotny olarak değiştiği.

PZZ'deki şarj paketi, bir elektrik yolu veya ışık üretimi ile sunulabilir. Işık üretimiyle, silikonda olduğu gibi fotoelektrik süreçler, potansiyel kuyularda küçük aşınmaların birikmesine yol açar. Hafiflik ve birikmiş saat ile orantılı birikmiş şarj. PZZ'deki yönlendirilmiş yük aktarımı, yakın mesafe istasyonunun tabanındaki MOS kapasitörlerinin aynı anda genişletilmesiyle sağlanır, böylece titreşen alanları örtüşür ve potansiyelleşir. Eğer öyleyse, potansiyel bir çukurun olduğu o bölgede küçük yüklerden oluşan kırılgan bir yük birikir.

Elektrot altında şarj biriken ışık sıçraması altında şarj edelim sen 1 (böl. Şekil 8.9). Suidny elektrotunda şimdi ne var? sen 2 voltaj uygula sen 2 > U 1, sonra başka bir potansiyel çukur, glibsha ( sen 2 > U 1). Aralarında, sürünün yakınında bir elektrik alanı ve küçük burunlar (elektronik) sürüklenme (devrilme) alanı vardır (böl. şek. 8.9). Yük aktarımının çift yönünü kapatmak için, elektrot dizisi 3 elektrottan oluşan bir grupta birleştirilir (böl. Şekil 8.10).

Örneğin, elektrot 4'ün altında yük birikmesi ve bunu sağa aktarmak gerekirse, sağ elektrot 5 daha yüksek bir voltajla beslenir ( sen 2 > U 1) ve şarj herhangi bir yerde akıyor vb.

Pratik olarak tüm elektrik seti üç tekerleğe getirildi:

ben - 1, 4, 7, ...

II - 2, 5, 8, ...

III - 3, 6, 9, ...

Vipad'imizin “alacağım” voltajı var ( sen 2) elektrot 2 ve 5 üzerinde olacak, ancak elektrot 2 elektrot 4'ten çıkarılacak, şarj kaydedilecek, elektrot 3 (bunun için

sen 3 = 0), sola akış olmayacaktır.

Üç zamanlı robot PZZ, TV görüntüsünün bir elemanına üç elektrotun (ortalama) varlığını aktarır, bu da karenin karesini değiştirir, bir ışık akışıyla galip gelir. Kısa bir süre için, bir dizi orta (elektrot) PZZ metal elektrotu ve bir dielektrik bilye kademeli bir şekilde kalıplanır (böl. Şekil 8.11). Bu, elektrik darbeleri uygularken, farklı derinliklerde potansiyele sahip farklı yoga alanları altında voltajlar yaratmaya izin verir. Glybsh çukurunda, ani merkezden daha fazla yük boşaltılır.

İki fazlı bir PZZ sistemi ile, matristeki elektrot sayısı (ortalamalar) üçte bir oranında azalır, bu da potansiyel rahatlamanın okunmasıyla hoş bir şekilde belirtilir.

PZZ tomurcuğu, numaralandırma tekniğinde bir hafıza eki olarak sesi kaydederek vicorist ile delindi. Neşterin koçanına sisteme bir yük getirmek için bir enjeksiyon diyotu ve mızrağın sonunda görünür bir diyot yerleştirildi, n-p- veya p-n- politransistörlerin CCD mızraklarının birinci ve kalan elektrotları (ortaları) ile kullanılan MOS yapılarını gözden geçirin.

Ancak CCD'nin ışığa daha duyarlı olduğunu ve bu nedenle unutulan bir ek olarak değil, bir ışık alıcısı olarak kazanmanın daha verimli ve daha etkili olduğunu söylemek alışılmadık bir şey değildi.

PZZ matrisi bir fotodedektör olarak galip geldiğinden, bu veya başka bir elektrot altında yük birikmesi optik yöntemle (ışık enjeksiyonu) yapılabilir. PZZ matrislerinin özünde ışığa duyarlı analog kayıtlar olduğunu söyleyebilirsiniz. Bugün, PZZ bir bellek eki (bellek) olarak vikoristovuyutsya değil, sadece bir fotodedektör olarak. Faks makinelerinde, tarayıcılarda (PZZ hatları), kameralarda ve video kameralarda (PZZ matrisleri) pis koku vikoristovuyutsya. TV kameralarında ses, sözde CCD çipleri vikoristovuyutsya.

Masrafların %100'ünün bağırsaklara aktarıldığını kabul ettik. Ancak pratikte giderleri aramak gerekir. Dzherel vtrat є "pastka" biri, zdatnі zahopluvati bu utrimuvati deyaky saat ücreti. İletim hızı büyük olacağından, Qi yükleri bağırsağın bağırsağına akmaz.

Diğer bir sebep ise mekanizmanın kendisidir. İlk yük aktarımı anı, güçlü bir elektrik alanında gerçekleşir - sürüklenme E. Bununla birlikte, aralıklı yüklerin dünyasında, alan gücü düşer ve sürüklenme süreci kaybolur, bu nedenle bölümün geri kalanı, sürüklenme için 100 kat daha fazla dağınık difüzyondan geçer. Bölümün geri kalanını almak, swidcode'u azaltmak anlamına gelir. Drift, %90'ın üzerinde aktarım sağlar. Ve yine de, vіdsotki'nin geri kalanı ana masraflardır.

Bir transfer döngüsünün transfer katsayısı daha fazla olsun k= 0.99, eşit döngü sayısı dikkate alınarak n= 100, önemli toplam transfer katsayısı:

0,99 100 = 0,366

Çok sayıda unsurla, bir bütün olarak mızrakçı için büyük önem taşıyan bir unsura harcamanın önemsiz olduğu ortaya çıkıyor.

Bu nedenle özellikle PZZ matrisindeki yük transferlerinin sayısının kısalığı ile ilgili bilgiler önemlidir. Kim için, iki fazlı bir PZZ matrisinde, üç fazlı bir sistemde yük transfer katsayısı daha büyük, daha düşük olacaktır.

sensör - baş eleman dijital kamera

Dijital video veya fotoğraf kamerasının kalbi (adım adım silinir) ışığa duyarlı bir sensördür. Dönüştürme, ek elektronik devreler için daha fazla işlem için geri dönüştürülen elektrik sinyalleri üzerindeki görünür ışıktır. Lise fizik dersinden, temel parçacıkların bir akışı gibi hafifçe görmenin mümkün olduğu açıktır - fotonlar. Photoni, VioVprovіdnikiyih Materivіv, Zdatnі Savunucusu için Diminity Elektronіv Tu DIROK (Nagadymo, Scho Dirkoyu, Naidvіdniki nasivati ​​​​nasivati ​​​​ ​myster Elektron için Scho, Scho Vnas Coval'i Rjikki tarafından kafam karıştı atomlar gönderildi). Işık akışı altında elektron-dirk çiftlerinin üretim süreci, ancak bu durumda fotonun enerjisi yeterliyse, elektronu katı çekirdekten yok etmek ve iletim bölgesine aktarmak mümkündür. Bir fotonun enerjisi, düşen dünyanın eski rüzgarıyla dolaylı olarak bağlantılıdır, böylece sözde renk titreşiminde yatabilir. Görünür aralıkta (insan gözüyle algılanacak), fotonların enerjisindeki değişiklik, örneğin silikon gibi bu tür yarı iletken malzemelerin elektron-dirkov çiftlerinin üretilmesi için yeterlidir.

Kurulan fotoelektrik elektronların miktarı ışık akısının yoğunluğu ile doğru orantılıdır, gelen ışığın miktarını, oluşturduğu yükün büyüklüğü ile matematiksel olarak söylemek mümkündür. Bu basit fiziksel fenomenin kendisi ve ışığa duyarlı sensörlerin prensibi topraklanmıştır. Sensör, beş temel işlemi gerçekleştirir: fotonları soldurmak, onları bir yüke dönüştürmek, biriktirmek, bir voltaja aktarmak. Farklı sensörlerin ve zdijsnyuyut zavdannya zberigannya'nın hazırlanması ve fotoelektronların farklı bir şekilde biriktirilmesi için teknoloji şeklinde nadas. Ayrıca, farklı yöntemler ve biriken elektronların dönüştürülmesiyle zafer kazanılabilir. elektrik gerilimi(analog sinyal), kendi yolunda dijital bir sinyale dönüşür.

PZZ sensörleri

Tarihsel olarak, video kameralar için ışığa duyarlı ilk unsurlar, 1973'te seri üretimine başlanan CCD matrisleriydi. PZZ kısaltması, şarj sesinden bir ek olarak deşifre edilir; İngiliz literatüründe CCD (Charge-Coupled Device) terimi muzafferdir. En basit PZZ sensörü, ışık akışı altında elektrik yükü oluşturan bir kapasitördür. Bir dielektrik bilye ile ayrılmış iki metal plakadan oluşan nihai kondansatörün MOS kondansatörü olarak adlandırılması gerekmez. İç yapılarının arkasında, bu tür kapasitörler, sandviç metal, oksit ve iletkendir (kokunun vekaleten bileşenlerinin ilk harfleri olarak isimlerini almıştır). Bir vicor iletkeni gibi, silikon p-tipinin alaşımlanması, eve atom eklemek (alaşımlama) adına, gereksiz direğin yerleştirildiği böyle bir iletkendir. Roztashovaniya'nın iletkeninin üzerine ince bir dielektrik top (silikon oksit) yerleştirilir ve canavarın üzerine, deklanşörün bir işlevi olarak hizmet eden ve böylece alan etkili transistörlerin terminolojisini barındıran bir metal top yerleştirilir (Şekil 1). ).

Daha önce planlandığı gibi, iletkendeki ışık infüzyonu altında elektronik-dirkov bahisleri sonuçlandırılır. Üretim sürecinden proteo sırası gerçekleşir ve bunun tersi işlem, diroc ve elektronların yeniden birleştirilmesidir. Bu yüzden içeri girmeye, yerleşmiş elektronikleri ve pislikleri ayırmaya ve gerekli saati uzatarak kurtarmaya alışmalısınız. Aynı şey, fotoelektron bilgisinde ilk sıradadır. Bunun için ve tanınan deklanşör, yalıtkan bir dielektrik topudur. Deklanşöre pozitif bir potansiyel uygulandığını varsayalım. Bu noktada, elektrikçinin iletkendeki çatlağına nüfuz eden oluşturulan elektrik alanının akışı altında, ana yük taşıyıcıları olan dirkalar, elektrikçinin bikinde bozulmaya başlar, daha sonra elektrikçinin glib'ine. orkestra şefi. İletken ile dielektrik arasındaki sınırda, alan ana burunlar, yani alan tarafından engellenir ve alanın genişlemesi, uygulanan potansiyelin büyüklüğüne bağlı olarak biriktirilir. Bölgenin kendisi fotoelektronlar için bir "koleksiyon"dur. Gerçekten de, bir ışık iletkeni olarak, yerleşik olan elektronikler ve kamalar zıt yönlerde çökecektir - kamalar iletkenin kıvraklığına ve elektronikler paramparça bir topa. Bu topta hiç taş yok, o zaman elektronikler gerekli bir saat boyunca rekombinasyon olmadan orada saklanacak. Doğal olarak, elektron birikiminin tükenmez olması doğaçlamadır. Dünya, aralarında daha fazla elektrona sahiptir ve pozitif yüklü dirkler, deklanşör tarafından oluşturulan alana paralel olarak düzleşen bir elektrik alanına neden olur. Sonuç olarak, iletkenin ortasındaki alan sıfıra dönüşür, bundan sonra uzay zemini ve elektroniği işlemi imkansız hale gelir. Sonuç olarak, bir elektronik-Dirk çiftinin oluşturulmasına rekombinasyon eşlik eder, böylece kapalı bir toptaki "bilgi" elektroniği sayısının artması durur. Ve burada sensör kapasitesinin yeniden doldurulması hakkında konuşabilirsiniz.

Bina sensörüne iki önemli görev için baktık - fotonları elektroniğe dönüştürmek ve biriktirmek. Bu bilgi elektroniklerini ana dönüşüm bloklarına aktarma görevi ortadan kalkmış, böylece bilgiyi bilme görevi kaybolmuştur.

Aynı yalıtkanın yüzeyinde bir tane değil, bir dizi yakın dikişli panjur görüyoruz (Şekil 2). Panjurlardan birinin altında fotojenerasyonun sonucunun elektron birikmesine izin verin. Toprak kapısı daha yüksek bir pozitif potansiyel verirse, elektronikler bir kapıdan diğerine geçecek şekilde güçlü bir alan bölgesine hareket etmeye başlayacaklardır. Şimdi, kepenkleri kapatabilirsek, onlara kontrol edilebilen farklı voltajlar sağlayarak, böyle bir yapı kullanarak şarj paketinin lokalizasyonunu değiştirebileceğimiz açık olabilir. tsioma'da da aynı basit ilke bu vakıf bir ücret bağlantısı ile iliştirilmiştir.

PZZ'nin mucizevi gücü, birikmiş yükün hareketi için, her üç tip panjurdan da yeterli olması gerçeğinde yatmaktadır - bir verici, bir alıcı ve bir yalıtkan, bir çift alıcı ve vericiyi birer birer dağıtan ve bir - bu tür üçünün zaman kepenkleri tek bir saat veri yolunda olabilir, bu da sadece bir harici ekran anlamına gelir (Şekil 3). Tse ve є PZZ'deki en basit üç fazlı kayıt zsuvu.

Dosi mi, PZZ sensörüne yalnızca bir düzlemde baktı - vzdovzh yanal kesim. Görüş alanımızın arkasında, elektron çıkarma mekanizması, uzun bir evliliğe benzer bir deklanşör ile enine yönde engellendi. Vrahovyuchi, iletkenin aydınlatmasının böyle bir evliliğin sınırlarında tek tip olmadığını, ışık akışı altında elektronik kurulum hızının bir deklanşör ile değiştirildiğini söylüyor. Elektronların bulundukları alanın yakınındaki lokalizasyonlarını ziyaret etmeye alışmazsanız, difüzyonun bir sonucu olarak, elektronların konsantrasyonu, daha sonra doğrudan ışığın yoğunluğundaki değişiklik hakkında bilgi yok edilecektir. hat kaybolacaktır. Açıktır ki, deklanşörü daha sonra olduğu gibi, yani enine yönde genişletmek mümkün olacaktır, ancak önceden hazırlanmalıdır. mükemmel sayı PZZ matrisinde panjurlar. Bu nedenle, geç zaferde kurulan elektronların lokalizasyonu için, bir deniz fenerinde hareket eden bir iletkenin bir kadının karısı olan durma kanalları (Şekil 4) olarak adlandırılır. Evin konsantrasyonu ne kadar yüksek olursa, böyle bir iletkenin ortasında o kadar fazla vahşi yerleşir (evin deri atomu vahşi doğadan önce getirilir). Ale, vahşilerin yoğunluğunda uzan, bu durumda altındaki kapı üzerindeki baskı alan tarafından kurulur. Sezgisel olarak, iletkendeki dirok konsantrasyonu ne kadar büyük olursa, kömürü yakmanın daha önemli olduğu anlaşıldı.

Biriken yükün aktarıldığı kanal iletken yüzeyinde bulunduğundan, PZZ'ye bir yüzey iletim kanalı ile bağlanacak PZZ matrisinin yapısını inceledik. Yüzeysel iletim yolu, aracı iletkenin gücünün neden olduğu yüzüncü nedolіkіv'den düşük olabilir. Sağda, iletkenin açık alanda çitle çevrilmesi, yıldızların gıcırdadığı birçok iz ile yogik kristal kafesin ideal simetrisini yok ediyor. Katı bir cismin ince fiziğine girmeden, elektronikler için benzer şekilde yoğunlaştırılmış enerji macunları üretmenin mümkün olduğuna saygı duyulmaya değer. Sonuç olarak, elektronların biriken ışığı bir kapıdan diğerine iletilmek yerine bu macunlarla dolup taşabilir. Ayrıca, bu tür macunlar elektronikleri iletemez ve gerekirse başlamaz. İletkenin "gürültü" çıkardığı anlaşılıyor - aksi takdirde, deklanşör altında biriken elektronların miktarı killi titreşimin yoğunluğunu doğru bir şekilde yansıtmaz. Bu tür tezahürleri gizlemek mümkündür, ancak kaşifin kömürünü çıkarmak için transfer kanalının kendisi gerekli. Bu çözüm, 1972'de Philips uzmanları tarafından uygulandı. Fikir, p-tipi iletkenin yüzey alanının yakınında, elektronun ana yükünde iletken olan n-tipi iletkenin ince bir topunun olduğu gerçeğine dayanıyordu (Şekil 5).

İkisinin temasının iyi olduğunu bilmek güzel. farklı şekiller geçişler arasında kapalı bir küre kurulmasına kadar iletkenlik. Vіdbuvaєtsya rahunok için tse dіfuzії dirok i elektronіv v zaєmno protilezhnyh prilezhnymi їх rekombinasyon. Deklanşöre pozitif potansiyel beslemesi, etkilenen alanın genişlemesini arttırır. Artık alanın kendisinin kapalı olması veya fotoelektron kapasitesinin yüzeyde değil, aynı zamanda elektronlar için makarnada olması karakteristiktir. Böyle bir aktarım kanalına ek denir ve mevcut tüm PPP'ler ek aktarım kanalından kendi kendine hazırlanır.

İncelediğimiz PZZ-sensör işleyişinin temel ilkeleri, PZZ matrislerinin mimarisinin arkasındaki diğerlerine ilham vermek için kullanılıyor. Yapısal olarak, iki ana matris şeması görülebilir: kare kare transferler ve satırlar arası transferler.

Kare kare aktarımlı matris, aynı sayıda satıra sahip iki eşit bölüme sahiptir: biriktirme ve kaydetme. Bu bölümlerdeki deri sıra üç adet kepenk (verici, alıcı ve izolasyon) ile sabitlenmiştir. Ayrıca daha önceden planlandığı gibi tüm sıralar yatay çizgide depolama alanını oluşturan stop kanalları hattı olmadan ayrılmıştır. Böylece, PZZ matrisinin (piksel) en küçük yapısal elemanı, üç yatay panjur ve iki dikey durdurma kanalından oluşturulur (Şekil 6).

Maruz kalma saatinin altında, bölümün yakınında fotoelektronlar birikir. Kapıya gönderilen döngü sayısından sonra, birikmiş bölümden biriken yükü gölgeli depolama bölümüne aktarın, böylece tüm çerçevenin aktarımı tekrarlanır. Bu nedenle, böyle bir mimari, kare kare aktarımlardan PZZ adını aldı. Aktarılan bölümden sonra, birikim temizlenir ve yeniden birikmiş yükler olabilir, ayrıca bellek bölümünden ücret yatay okuma kaydında olmalıdır. Yatay kaydın yapısı, PZZ sensörünün yapısına benzer - bunlar, yükü aktarmak için üç kapıdır. Yatay kaydın kaplama elemanı, ana bellek bölümü ile bir şarj bağlantısına sahip olabilir ve birikmiş bölümden gelen kaplama saati darbesi için, satırın tamamı okuma kaydına dahil edilmeli ve daha sonra daha fazla bilgi için dış alt istasyona aktarılmalıdır. işleme.

PZZ matrisinin şeması incelendi, ancak yalnızca bir sınırsız fark var - yüksek doldurma faktörü. Bu terim, matrisin ışığa duyarlı alanının toplam alana uzantısını adlandırmak için kullanılır. Kare kare transferli matrisler için doldurma faktörü %100 olabilir. Bu özellik, hassas aksesuarlar temelinde bile oluşturmanıza olanak tanır.

Kare kare aktarımla matrisin gözden geçirilmiş makyajının kremi, bir takım eksikliklere sahip olabilir. Transfer sürecinin hafifletilmesinin imkansız olması bizim için önemlidir. Durum, olumsuz tezahürleri düşük seviyeye getirmektir. Bölümden yükün aktarılması sürecinde, birincisinin depolama bölümündeki birikim, aydınlatılmış ve fotoelektron biriktirme işlemi ile doldurulur. Görüntünün belalarının, bir başkasının şarj paketinden katkılarını aldıkları gerçeğine getirmek için, içinden geçmek için böyle bir şarabı gererek, o kısa saatte sona ermek için. Çerçevenin sonuçları karakteristik olarak şu şekilde oluşturulur: dikey kendini beğenmiş görüntünün dolandırıcılarının görünümünden tüm çerçeve boyunca uzanan . Açıkçası, benzer fenomenlerle savaşmak için, farklı kurnazlıkları durdurabilir, en radikal şekilde koruyabilirsiniz - biriktirme bölümünün altında ve transfer bölümünün altında, böylece transfer gölgeli alanda ilerlemiştir. Bu tür mimarinin matrisleri, satırlar arası transferlerden PZZ adını aldı (Şekil 7).

Aynı zamanda, daha önce açıklandığı gibi, kare kare transferli matris, biriken yükün elemanları olarak fotodiyotlar burada görünür (fotodiyotlar daha sonra tartışılacaktır). Fotodiyotlar tarafından biriken yükler, sanki yükü uzaklaştırıyormuş gibi gölgeli PZZ elemanlarında iletilir. Tüm çerçevenin dikey PZZ kaydındaki fotodiyotlardan aktarımının bir saat döngüsünde aktarılması önemlidir. Beslenme yasasını suçlayın: Böyle bir mimari neden sıralar arası aktarım adını aldı (“sıradan aktarım” terimi de kullanılır)? Alana genişlemek için, satırlar arası ve kare kare transfer olarak adlandırın, görüntüyü ekranda göstermenin, bir video sinyali oluşturmanın ana prensibini tahmin ediyoruz. Personel sinyali, o saatte ekranda taranan elektronik komut isteminin bir sıradan saldırı kulağına hareket etmesi için gerekli olan sıralar arası aralıklarla ayrılmış sıralar halindeki sinyallerden oluşur. Є ayrıca geçiş reklamı - bir saat, değişimi kalan satırın sonundan ilk satırın koçanına taşımak gerekir (yeni bir çerçevenin geçişi).

Çerçeveler arası aktarımlarla CCD matrisinin mimarisini belirlemek için, bir çerçevenin biriktirme bölümünden depolama bölümüne aktarımının, çerçeveler arası aralığın video sinyaline her saatinde alındığı anlaşıldı. Tse y zrozumilo, tüm çerçevenin aktarımı bir saatlik önemli bir aralığa ihtiyaç duyar. Sıralar arası transferlerin mimarisinde, bir çerçevenin transferi döngü başına gerçekleşir ve bir saat için küçük bir aralık elde etmek mümkündür. Görüntü, ses sinyalinin yatay registerına gitmesi için verilmiş ve video sinyal aralıklarının sıraları arasında saatlerce satırlar halinde iletim yapılmıştır.

Crim iki farklı tipte PZZ matrisi diğer şemalara dayanmaktadır. Örneğin, kaydetme bölümünün satırlar arası aktarımının PZZ matrisine eklenirken, çerçeveler arası ve satırlar arası mekanizmayı (satır-kare aktarımı) birleştiren bir şema görünecektir. Bir çerçeveyi aktarırken, ışığa duyarlı öğeler bir saat döngüsünde satırlar arası bir aralık için bir saat aktarılır ve bir saatlik çerçeveler arası aralık için çerçeve yakalama bölümüne aktarılır (kareler arası aktarım); Çerçevenin çekildiği bölümden, sıra arası aralıkların ilk saati için çerçeve yatay registera aktarılır (kareler arası aktarım).

İÇİNDE Dinlenme saati nabuli, orijinal stylnikovu mimarisini sekiz parçalı piksel olarak vikoristovuyut olan süper CCD (Süper CCD) olarak genişletildi. Işık için, silikonun çalışma yüzeyi artar ve piksellerin genişliği (PZZ'nin piksel sayısı) hareket eder. Ayrıca piksellerin sekizgen şekli, ışığa duyarlı yüzey alanından daha büyüktür.

CMOS sensörleri

Prensip olarak, en küçük sensör türü, sözde CMOS sensörüdür (CMOS - tamamlayıcı metal oksit iletkeni; İngilizce terminolojisinde - CMOS).

CMOS sensörlerinin iç mimarisi farklı olabilir. Böylece ışığa duyarlı bir eleman olarak fotodiyotlar, fototransistörler veya fotoventilatörler hareket edebilir. Işığa duyarlı elemanın türünden bağımsız olarak, fotojenerasyon sürecinden sorumlu olan diroc ve elektronların alt bölümleri ilkesi her zaman geçersiz kılınır. Tüm fotosellerin çalışma prensibini anlamanın kolay olduğu popodan en basit fotodiyot tipine bir göz atalım.

En basit fotodiyot, n ve p tipi iletkenlerin temasıdır. Bu iletkenlerin ara temasında, alan kapalıdır, böylece kablolardan ve elektroniklerden arındırılmış olur. Böyle bir alan, ana yük taşıyıcılarının karşılıklı olarak zıt yönlerde difüzyonundan sonra oluşur. Dirks, p-içecek iletkeninden (bölgeden tobto, de їх taşma) n-damla iletkenine (konsantrasyonun düşük olduğu bölgeye) çöker ve elektronlar düz çizgiye, sonra n-'den çöker. iletkeni p-dp'ye daldırın. Dirklerin ve elektronların böyle bir rekombinasyonunun bir sonucu olarak, bölge oluşur ve yaratılır. Ek olarak, dövülmüş alanın sınırlarında, evleri açığa çıkar, ayrıca n-bölgesinde pozitif bir yükleri vardır ve p-bölgesinde - negatif. Etkilenen alanın sınırları boyunca yayılan Qi yükü, iki plakadan oluşan düz bir kapasitörde oluşturulana benzer bir elektrik alanı oluşturur. Alanın kendisi, fotojenerasyon sürecinde kurulan geniş bir elektrik ve elektron alanının işlevini kazanır. Böyle bir yerel alanın varlığı (yogo ayrıca potansiyel bir bariyer olarak da adlandırılır), herhangi bir ışığa duyarlı sensör için (bir fotodiyot için daha az değil) önemli bir andır.

Fotodiyotun ışıkla aydınlatılması ve ışığın n-iletkenine düşmesi ve ışığı değiştirmeden önce dikeylerin p-n-geçişi olması kabul edilebilir (Şekil 8). Fotoelektronik ve fotoelektrik kristalin çekirdeğine yayılacak ve yeniden birleşmeyen kısım p-n bağlantısının yüzeyine ulaşacaktır. Bununla birlikte, güçlü bir elektrik alanı olan elektronikler için - aranamayan bir geçiş - potansiyel bir engel, elektronikler p-n geçişinin üstesinden gelemez. Dirks iyi, navpaki, prikoryuyutsya elektrik alanı ve p-bölgesine nüfuz ediyor. Açık ışık alanının ve elektronların bir sonucu olarak, n-bölgesi negatif (fazla fotoelektron) ve p-bölgesi (fazla fotoelektrik) pozitif olarak yüklenir.

CMOS sensörlerinin PZZ sensörleri şeklindeki ana özelliği, şarj biriktirme şeklinde değil, daha uzak aktarım şeklindedir. PZZ'nin içindeki CMOS teknolojisi, doğrudan ışığa duyarlı matrisin kabartıldığı kristal üzerinde daha fazla sayıda işlem gerçekleştirmenize olanak tanır. Krim vilnennya elektronіv їх iletimleri, CMOS sensörleri görüntüyü işleyebilir, görüntünün dış hatlarını görebilir, analogdan dijitale dönüşümün geçişlerini ve titreşimlerini değiştirebilir. Bunun da ötesinde, bir programlama CMOS sensörü oluşturmak mümkündür, ayrıca daha zengin işlevsel eklemeler yapmak da mümkündür.

Tek bir mikro devre tarafından gerçekleştirilebilen bu kadar geniş bir işlev yelpazesi, CMOS teknolojisinin PZZ'ye göre ana avantajıdır. Kimin az sayıda gerekli ses bileşeni vardır. CMOS sensörünün dijital kamerasındaki anahtar, ses çıkaran zemine, diğer yongaları - örneğin dijital sinyal işlemcileri (DSP) ve analogdan dijitale dönüştürücüler kurmanıza olanak tanır.

CMOS teknolojisinin çılgın gelişimi, aktif piksel sensörlerinin oluşturulduğu 1993 yılında başladı. Bu teknoloji ile deri piksel, yükü doğrudan piksel üzerinde bir voltaja dönüştürmenize izin veren bir transistör anahtarı tarafından okunabilir. Ek olarak, sensörün cilt pikseline yeterli erişim mümkün hale geldi (benzer operasyonel bellek yeterli erişim ile). CMOS sensörünün aktif piksellerinden yükün okunması, cilt pikselinden veya piksel sütunundan gelen sinyalin orta olmadan okunmasına izin veren paralel bir devreden sonra gerçekleştirilir (Şekil 9). Yeterli erişim, CMOS sensörünün yalnızca matrisin tamamını değil, aynı zamanda seçilen alanları da (kablosuz okuma yöntemi) okumasını sağlar.

CMOS matrislerinin PZZ'nin önündeki avantajlarından bağımsız olarak (ana neden düşük fiyattır), pis koku bir takım eksiklikler olabilir. Bir CMOS matris kristalinde ek devrelerin varlığı, bugün CMOS matrislerini "gürültülü" yapan aşırı yükün etkisinin yanı sıra, transistörler ve diyotlar gibi bir dizi aşırı yükselmenin ortaya çıkmasından önce neden olmalıdır. Bu nedenle, profesyonel dijital kameralar yakında PZZ matrisleri ile muzaffer olacak ve CMOS sensörleri, Web kameraları görülene kadar ucuz eklentiler pazarında hakim olacak.

renk nasıl çıkar

Işığa duyarlı sensörler ne kadar fazla ve reaktif olursa, ışığın yoğunluğu o kadar az parlar - eğer bir yoğunluk varsa, o zaman daha fazla yük birikir. Beslenme yasasını suçlayın: görüntünün rengi nasıl girilir?

Kameranın renkleri ayırt edebilmesi için aktif piksel bir dizi renk filtresiyle (CFA, renk filtresi dizileri) kaplanır. Renk filtresinin prensibi daha da basittir: şarap, şarkı söyleyen rengin üzerinden ışık geçirir (başka bir deyişle, sadece şarkı söyleyen rüzgarla ışık). Ancak bu filtrelerden kaç tanesine ihtiyaç var, yani pratikte kaç farklı renk rengi kenarlıklı değil? Görünüşe göre, bazı ana (temel) renklerin şarkı oranlarından alabileceğiniz herhangi bir renk şeması var mı? En popüler katkı modeli RGB (Kırmızı, Yeşil, Mavi) bu tür üç renge sahiptir: kırmızı, yeşil ve mavi. Bu, yalnızca üç renk filtresinin gerekli olduğu anlamına gelir. Belirgin bir şekilde, RGB renk modeli tek model değil, en önemli dijital Web kameraları kendi başlarına kazanıyor.

En popüler filtre dizisi Bayer modelidir. Sistemimde kırmızı, yeşil ve mavi filtreler kontrol sırasına göre saklanır ve yeşil filtrelerin sayısı iki kat daha fazladır, alt kırmızı veya mavi. Dikiş sırası, yeşil filtreler arasında kırmızı ve mavi filtreler dikilecek şekildedir (Şek. 10).

Böyle bir spіvvіdnoshennia yeşil, kırmızı ve mavi filtreler, zorny sprinyatta halkının özellikleriyle açıklanır: gözlerimiz yeşil renge duyarlıdır.

PZZ kameralarda, sinyalin analogdan dijitale dönüştürülmesinden sonra görüntünün oluşumu için ekte üç renk kanalının toplamı gerçekleştirilir. CMOS sensörler için, karışıklık doğrudan çipten görülebilir. Her durumda, cilt filtresinin ana renkleri, duyarlı filtrelerin geliştirilmiş renkleri ile matematiksel olarak enterpole edilir. Ayrıca görüntü pikselinin gerçek rengini yakalamak için sadece o pikselin ışık filtresinden geçen ışığın yoğunluğunu değil, aynı zamanda o pikselin içinden geçen ışığın yoğunluğunun değerini de bilmek gerekir. piksellerin ışık filtresi.

Daha önce de belirtildiği gibi, RGB renk modeli, yardımı için görünür spektruma bakabileceğiniz üç ana renge sahiptir. Dijital kameraları ayırmak için kaç pencereye izin veriyorsunuz? Farklı renklerin maksimum sayısı, rengin derinliğine atanır, siyahlığı ile yak, rengi kodlamak için galip gelen savaşların sayısına atanır. Ten rengi için derin renk 24 bit olan popüler RGB 24 modelinde 8 bit eklenir. 8 savaş yardımı için kırmızı, yeşil ve mavi renklerde 256 farklı renk isteyebilirsiniz. Cilt tonunun 0 ila 255 arasında bir değere sahip olması gerekir. Örneğin, kırmızı bir rengin 256 tonlaması olabilir: saf kırmızıdan (255) siyaha (0). Maksimum değer kod saf bir renge verilir ve ten renginin kodu rahatsız edici sırayla değiştirilmek üzere alınır: kırmızı, yeşil ve mavi. Örneğin, saf kırmızı rengin kodu (255, 0, 0), yeşil rengin kodu (0, 255, 0) ve mavi rengin kodu (0, 0, 255) şeklinde yazılır. ). Sarı renk kırmızı ve yeşil olarak değiştirilebilir ve ikinci kod izleyicide (255, 255, 0) kaydedilir.

RGB modellerinin çevresinde, parlaklık ve renk alt sinyallerine dayanan, birbirine benzeyen ve yaygın olarak bilinen YUV ve YСrCb modelleri de bulunmaktadır. Y sinyali, kırmızı, yeşil ve mavi renklerin karışımından kaynaklanan parlaklık sinyalidir. U ve V (Cr, Cb) sinyallerinin renkleri farklıdır. Böylece, U sinyali, renkli görüntünün mavi ve sarı bileşenleri arasındaki farka yakındır ve V sinyali, renkli görüntünün kırmızı ve yeşil bileşenleri arasındaki farka yakındır.

YUV (YCrCb) modelinin ana avantajı, istendiğinde ve katlandığında daha düşük RGB olan bu kodlama yönteminin daha az dumanı önlemesidir. Sağda, insan gözünün parlak Y bileşenine ve renk bileşeni bileşenlerine duyarlılığı aynı olmadığı için, renk bileşeninin serpiştirilmesinden (serpiştirme) geçişi değiştirmek tamamen kabul edilebilir. bileşenler, eğer chotiriox alt bileşenleri grubu için (2 × 2 piksel) renk açısından zengin bileşenler ve vekiller galvanizlenirse (bu şema 4:1:1'in adıdır). 4:1:1 düzeninin, ikinci girişin çıkışını hızlandırmanıza izin vermesi önemli değildir (altıya ulaşmak için ardışık dört piksel için 12 baytın değiştirilmesi). YUV 4:2:2 şemasına göre kodlandığında, parlaklık sinyali cilt noktası için iletilir ve U ve V renk sinyalleri yalnızca arka arkaya diğer cilt noktası içindir.

dijital nasıl

web kameraları

Her tür dijital kameranın çalışma prensibi yaklaşık olarak aynıdır. Diğer kamera türleri arasında ana özelliği bir bilgisayara bağlanmak için bir USB arabiriminin varlığı olan en basit Web kamerasının tipik şemasına bir göz atalım.

Krim optik sistem (objektif) ve ışığa duyarlı PZZ veya CMOS sensör obov'azkovoyu є ışığa duyarlı sensörün analog sinyallerini dijital koda dönüştüren analogdan dijitale dönüştürücünün (ADC) varlığı. Ek olarak, renkli bir görüntü oluşturmak için bir sistem gereklidir. Kameranın bir diğer önemli unsuru da veri sıkıştırma ve istenilen formata transfer edilmeden önce hazırlanmasını sağlayan şemadır. Örneğin, analiz edilen Web kamerasında, video verileri USB arabiriminin arkasındaki bilgisayara iletilir ve bu çıktıdan USB arabiriminin denetleyicisi sorumludur. Yapısal diyagram Dijital kamera Şekil 2'de gösterilmektedir. on bir.

Kesintisiz bir analog sinyali örneklemek için atamaların analogdan dijitale dönüştürülmesi, analog sinyalin simüle edildiği saat aralıklarını ve deşarjını gösteren sinyallerin frekansı ile karakterize edilir. Razryadnіst ADC - ce, vikoristovuyutsya dermal sinyali yakі kіlkіvtіv. Örneğin, 8 bitlik bir ADC olarak, sinyali temsil etmek için 8 bit kullanılır, bu da çıkış sinyalinin 256 derecelendirilmesinin ayırt edilmesini sağlar. Farklı bir 10-bit ADC ile analog sinyalin 1024'e kadar farklı derecesini ayırt etmek mümkündür.

Verileri bilgisayara aktarmadan önce, düşük bant genişliğine sahip bir USB 1.1 binası (toplam 12 Mb/sn, bunun için Web kamerasının 8 Mb/sn'den fazla olmadığı) aracılığıyla, verilerin sıkıştırılması gerekir. Örneğin çerçeve boyutu 320 × 240 piksel ve renk derinliği 24 bit ise sıkıştırılmamış formdaki çerçeve boyutu 1,76 Mbps olur. Bir USB kanalı için 8 Mb/s'lik bir bant genişliği ile, sıkıştırılmış bir sinyalin maksimum iletim hızı, saniyede 4,5 kareden daha az olur ve net bir videonun kaldırılması, saniyede 24 saat daha fazla kare iletim hızı gerektirir. Böyle bir sıralamada, iletilen bilgilerin donanım sıkıştırması olmadan kameranın normal işleyişinin imkansız olduğu ortaya çıktı.

Teknik belgelere göre, bir CMOS matrisi 664 × 492'ye (326.688 piksel) bölünebilir ve saniyede 30 kareye kadar hızlarda çalışabilir. Sensör, aşamalı ve küçük bir yükseltici tipi olarak iyileşir ve sinyal-gürültü oranının 48 dB'den büyük olmasını sağlar.

Blok şemasından görülebileceği gibi, renk şekillendirme bloğu (analog sinyal işlemcisi) iki kanala sahiptir - RGB ve YCrCb ve YCrCb modeli için renk ve renk sinyalleri aşağıdaki formüller kullanılarak hesaplanır:

Y = 0.59G + 0.31R + 0.11B,

Cr = 0.713 × (R - Y),

Cb=0.564×(B-Y).

Analog sinyal işlemcisi tarafından oluşturulan RGB ve YCrCb analog sinyalleri, piksel hızı ile senkronizasyonu sağlayan 13,5 MSPS hızı kullanılarak iki adet 10 bitlik ADC tarafından işlenir. Sayısallaştırmadan sonra veriler, videoyu 16-bit YUV 4:2:2 formatında veya 8-bit Y 4:0:0 formatında oluşturan bir dijital dönüştürücüye gönderilmeli ve 16- üzerinden giden bağlantı noktasına gönderilmelidir. bit veya 8 bit veri yolu.

Ek olarak, görülebilen CMOS sensörü, görüntü düzeltme için çok çeşitli olanaklara sahiptir: beyaz renk dengesi ayarının aktarılması, pozlama kontrolü, gama düzeltmesi, renk düzeltmesi vb. Sensör, SCCB (Seri Kamera Kontrol Veri Yolu) arayüzü kullanılarak bir robot tarafından işlenebilir.

OV511+ mikro devresi, blok şeması Şek. 13 bir USB denetleyicisidir.

Kontrolör, video verilerini USB veri yolu üzerinden 7,5 Mb/s'ye varan bir hızla aktarmanıza olanak tanır. Böyle bir iletim karmaşasının, önden sıkıştırma olmadan hoş bir İsveç'ten bir video akışını iletmesine izin verilmemesi önemli değil. Vlasne, USB denetleyicisinin temel amacı sıkıştırmadır. 8:1 sıkıştırma oranına kadar gerçek zamanlı olarak gerekli sıkıştırmayı sağlayan kontrolör, videoyu 640x480 bölme hızı ile saniyede 10-15 kare hızında ve bir video ile saniyede 30 kare hızında iletmenizi sağlar. saniyede 30 kare bölünür.

Veri sıkıştırma için, tescilli sıkıştırma algoritmasını uygulayan OmniCE bloğu sağlanır. OmniCE, yalnızca video akışının gerekli güvenliğini sağlamakla kalmaz, aynı zamanda minimum veri ile dekompresyon güvenliğini sağlar. merkezi işlemci(Perakendecilerin onayı için kabul edin). OmniCE bloğu tarafından sağlanan sıkıştırma seviyesi, video akışının gerekli hızına bağlı olarak 4 ila 8 arasında değişir.

BilgisayarPress 12"2001

giriş

robotuma bir göz atacağım çatı pencerelerişarj bağlantısına sahip aksesuarlar, parametreler, oluşturma tarihi, orta kızılötesi aralığın mevcut PZZ kameralarının özellikleri hakkında.

Sonuç olarak, vikonan dönem ödevi vivchiv edebiyat zі yaratma, ilke dії, teknik özellikler orta ІХ aralığının zastosuvannya PZZ kameraları.

PZZ. Robotik PZZ'nin fiziksel prensibi. PZZ matrisi

PRESIE IZ şarj istasyonu (CCD) є Zagalnіyy'de örneklenen TIR yapılarının (metal - Dielektrik- yaylar) affedilmesine yakın Vіtіvprovіdniki Böyle bir sıralama, scho stupets Methalovich Elektrodіv Lynіin Abo Matricky Vіd sistemini düzenli olarak karıştırıyorum, Yastan M. Sousіdnі x-yelods (Şekil 1). Tsya donanımı, robota birincil ve birbirine bağlı MIS yapıları ekleyeceğim gerçeğini karıştırıyor.

Malyunok 1 - PZZ'nin Yapısı

Işığa duyarlı PZZ'nin temel işlevsel özellikleri - dönüştürme optik görüntüler elektriksel darbelerin sırası (bir video sinyalinin oluşumu) ve ayrıca dijital ve analog bilgilerin kaydedilmesi ve işlenmesi.

PZZ, tek kristal silikon bazında hazırlanır. Bunun için, silikon gofret yüzeyinde termal oksidasyon yöntemiyle ince (0.1-0.15 μm) bir dielektrik silikon dielektrik erimesi oluşturulur. Bu işlem, iletken - elektrikçi ayrımı arasındaki titizliği sağlayacak ve kordon üzerindeki rekombinasyon merkezlerinin konsantrasyonunu en aza indirecek şekilde gerçekleştirilir. MIS elemanlarından yapılan elektrotlar alüminyum ile titreşir, kalınlıkları 3-7 mikron, elektrotlar arasındaki boşluk 0,2-3 mikrondur. Doğrusal ve matris PZZ'de tipik MIS elemanları sayısı 500-2000; Plakanın alanı Deri sırasının aşırı elektrotlarının altında, giriş için kullanılan p-n - geçişleri ile hazırlanır - elektrik yüklerinin (yük paketleri) bölümlerinin çıkarılması. yol (enjeksiyon p-n-kavşağı). fotoelektrik ile PZZ'nin şarj paketlerinin girişi, pilin ön tarafından görülebilir. Önden aydınlatma durumunda, alüminyum elektrotların gölgelenmesini önlemek için, bunların, spektrumun görünür ve ІХ-aralıklarında şeffaf olan, yoğun katkılı polikristal silikon (polisilikon) tabakaları ile değiştirilmesi gerekir.

CCD robotik prensibi

Chomu'da robotik PZZ ekseninin Zagalny prensibi. Bir CCD metal elektroduna negatif voltaj uygularsanız, o zaman astardaki ana burunlar olan elektroniğin elektrik alanı yönünde ısıtıcının yüzeyine gidin. Yüzeyde, alan kapalıdır, enerji diyagramında olduğu gibi, küçük burunlar için potansiyel bir deliktir - dirok. Dirka'nın qiu bölgesine düşen Yakі, dielektrik - iletken arasındaki sınıra çekilir ve dar yüzeye yakın topun yakınında lokalize olur.

Şimdi, sütür elektroduna daha büyük bir genliğe sahip bir negatif voltaj uygularsak, o zaman daha büyük bir potansiyel çukur ve dirka ona geçecektir. PZZ'nin farklı elektrotlarına gerekli elektrik voltajlarını uygulayarak hem yüklerin sessiz yüzey alanlarında korunmasını hem de yüklerin yüzeydeki (yapıdan yapıya) doğrudan hareketini sağlamak mümkündür. Bir şarj paketinin (kayıt) tanıtılması ya bir p-n-bağlantısı, örneğin aşırı PZZ elemanının yanına yayılma ya da ışık üretimi ile yapılabilir. Yükü sistemden görmek (okumak), p-n-kavşağı yardımıyla bunu yapmanın en kolay yoludur. Bu sıralamada, CCD bir şekilde iliştirilmiştir. dış bilgi(elektrik veya ışık sinyalleri) ruhomi burunlarının yük paketleri üzerinde sanki bir şarkı söyleme emriyle yüzeye yakın bölgelere yerleştirilmiş gibi dönüştürülür ve bilginin işlenmesi bu paketlerin yüzeydeki keratinizasyonu ile gerçekleştirilir. Dijital ve analog sistemlerin PZZ temelinde oluşturulabileceği açıktır. Dijital sistemler için, PZZ'nin diğer elemanındaki dirokların yükünün varlığı veya varlığı gerçeği daha önemlidir, analog işleme ile, hareket eden yüklerin değerleri ile doğru olabilir.

Bir görüntü taşıyan zengin bir öğeye veya matris PZZ'ye bir ışık akışı gönderirseniz, iletken üzerinde elektron-dirkov çiftlerinin fotojenerasyonu başlayacaktır. PZZ alanında süpürüyorlar, ancak düşüyorlar ve potansiyel çukurlarda birikiyorlar (ayrıca, biriken yükün büyüklüğü yerel aydınlatma ile orantılıdır). Görüntü yakalama için yeterli olan sonraki bir saatin (yaklaşık birkaç milisaniye) bitiminden sonra, aydınlatmada bir artış gösteren PZZ matrisinden şarj paketlerinin bir resmi alınır. Şarjın saat darbeleri açıldığında, paketler elektrik sinyallerine dönüştürülen okuma için çıkış cihazına taşınır. Sonuç olarak, çıkışta, bir video sinyali veren bükülen, farklı bir genliğe sahip bir darbe dizisi vardır.

Bir seramik üç zamanlı (üç fazlı) devre olan bir FPZS dizisinin bir parçasının poposundaki dії PZZ ilkesi, biraz 2 ile gösterilmektedir. elektrotlar 1, 4, 7, tz uygulayın ana uçlara - farklı p-tipi silikondaki direklere - iletken bobinine yol açan tasarruf Uxp'nin voltajı ve elektronik için potansiyellerle 0,5-2 mikron derinliğe sahip bilyeleri sabitler. FPCD yüzeyinin aydınlatması, elektrotların altında ince (0.01 mikron) yüzeye yakın bir topta lokalize olan, elektronların potansiyellerde bir araya getirildiği silikon gereksiz elektronik-dirkovy bahislerinin varlığında oluşur, 1, 4,7, şarj sinyali paketlerini tatmin etmek.

şarj bağlantısı kızılötesi kamera

Malyunok 2 - bir şarj bağlantısından robotik üç fazlı bir ekin bir diyagramı - açık bir kayıt

Deri paketindeki yükün değeri, elektrotun yakınındaki yüzeyin maruz kalmasıyla orantılıdır. İyi biçimlendirilmiş MIS yapılarında, elektrotların yakınındaki yükler potansiyel çukurlarda birikebilirken, sinyaller değişene kadar potansiyel çukurlarda yük birikecektir.

II. döngünün altında (yük transferi) elektrotlara 2, 5, 8 vb., voltaj daha yüksek uygulanır, voltaj daha düşük alınır. Bunun için, elektrotlar 2, 5 ve 8 altında en büyük potansiyel suçlanır. elektronlar 1, 4 ve 7 ile ve elektrotlar 1 ve 2, 4 ve 5.7 ve 8 bar'є yakınlığının yanında ve aralarında, elektronların duyarlı, glibshі potenciynyami'den aktığı.

Bir saatlik strok III'ün altında, 2, 5, 8 elektrotlarındaki voltaj 1, 4, 7 elektrotlarına düşürülür.

O. tüm şarj paketlerinin PZZ'nin uzdovzh satırına aktarılması, sudan elektrotları arasında hareket etmenizi sağlayacak bir kroşe için sağ elle yapılır.

Potansiyellere doğrudan bağlı olmayan elektrotlar üzerinde bir saatlik çalışma için veya küçük bir voltaj kayması (1-3 V), bu da tüm yüzey iletkenlerinin yükünün, etkilerin yeniden birleştirilmesiyle şarj edilmesini ve zayıflamasını sağlar.

Bagatorazın voltajını değiştirme işlemini, son r-h-geçişi boyunca art arda tüm şarj paketleri tekrarlayarak, örneğin sıradaki ışığı uyandırır. Aynı zamanda, bu paketin yükünün değeriyle orantılı olan voltaj darbeleri, çıkış mızrağından sorumlu tutulur. Aydınlatma resmi, son sıranın çıkıntısından sonra bir dizi elektrik darbesine dönüşen yüzeysel bir yük tahliyesine dönüştürülür. Bir satırdaki veya matristeki eleman sayısı ne kadar fazla olursa (1 numara - ІЧ kabul eder; 2 - tampon elemanlar; 3 - PZZ vіdbuєtsya nepovna şarj paketinin bir elektrottan susіdnі і silyuyutsya zim svodvorennâ іinformatsії. aydınlatma, üzerinde kristal FPZS, geniş ölçüde bölünmüş bir spriynyattya alanı yaratır - biriktirme ve kaydetme - okuma, ayrıca, ilki maksimum ışığa duyarlılık sağlar ve diğerleri ise ışığı tarar.3 (eşleştirilmemiş olanlardan) FPZZ ile Toplama matrisi 7 tarafından alınan çerçeve aktarımı (Şekil 3) bilgisi, PZZ kaydı 3 tarafından sırayla okunduğu toplama matrisi 2'ye hızlı bir şekilde "düşürülür"; aynı zamanda, matris 1 yeni bir çerçeve biriktirir .

Bebek 3 - doğrusal (a), matris (b) şarj bağlantılı ışığa duyarlı cihazda ve şarj enjeksiyonlu cihazda bilgilerin toplanması ve okunması.

KRIM PZZ NIPROSTISO STRUTURIES (MALYNOK 1) Nabuli Waughty, Zochі іsnovidi, yarım bacadan zokrema zadi (Malok 4), MІZHTROVY Mali boşluğundaki yağmurlamanın tüm yüzeyinde aktivite fotoğraf faturalarını tıraş edin. ., iki döngü modunda kullanılan serpantin topluluğunun dielektrik topu - Şekil 4). Temel olarak, hacimsel bir kanala sahip PZZ'nin yapısı (Şekil 4) evleri yaygınlaştıracaktır. Birikme, tasarruf, iletken durumunda yükün aktarılması, daha az, yüzeyde daha düşük, merkezlerin yeniden birleştirilmesi ve burnun daha fazla gevrekliği. Bir büyüklük sırasına göre bu artışın bir sonucu olarak, bu değişiklik, yüzey kanalından farklı PZZ türlerinin kullanılmasından kaynaklanmaktadır.

Şekil 4 - Şarj bağlantısına ve yüzey ve toplu kanallara sahip ataşmanların varyasyonları.

Vicorist'in renkli görüntülerini iki yoldan biriyle püskürtmek için: ek prizmanın arkasındaki optik akışı kırmızı, yeşil, maviye uygulayın, onlardan cildi özel bir FPCD - bir kristal ile püskürtün, üç kristalden gelen darbeleri tek bir kristalde karıştırın video sinyali; FPZS yüzeyinde kodlayan bir plivkovy kesikli veya mozaik ışık filtresinin oluşturulması, farklı renk üçlülerinden oluşan bir raster oluşturur.

Bilgisayar destekli (ve sadece değil) basının geri kalan kısmında, basın çoğu zaman gömülmek, etrafa bakmak, devrimci bir rütbe tarafından geleceğin dijital fotoğrafçılığına girmek için çağrılan siyah "teknolojik divana atanmak için acele ediyor. " - bu, özellikle benzer makalelerden diğer biçimde ifadenin en yaygın çeşididir. . Ve yine de, “nі” ye gitmek için adım adım tüm rіk koçanı yutturmaca karakteristiğidir ve “ileri geliştirme” yardımcısı olan daha fazla sayıda dijital fotoğraf ekipmanı üreticisi, çözümü yeniden gözden geçirmeleri için en iyi galipler için saygı görür. .

Kabul edelim ki böyle bir fikir geliştirmenin nedeni basit - bu diğer çözümün “parlak sadeliğine” dikkat etmek yeterli. Gerçekten, matris yetersiz mi kalacak? Pikselleri sıralar ve sıralar halinde değil, çapraz çizgilerle döndürelim ve ardından “resmi” yazılım yolu ile 45 derece “çevirelim” - eksen bizi iki kat yüksekliğe getirdi! Bu şekilde sadece dikey ve yatay çizgilerin hareket ettirilmesi önemli değildir, ancak kırılganlıklar ve eğriler (gerçek görüntünün oluştuğu) değişmeden bırakılır. Golovna, o zaman bu etkiden korkulması gerektiğini ve bunu yüksek sesle ilan etmek mümkündür.

Maalesef mevcut koristuvach"Megapiksel olarak dağıtılır". Bazı nedenlerden dolayı, "klasik" CCD matrislerinin perakendecilerinin daha rahat olmasına izin verirseniz, sensörün hoş bir dinamik aralığını ve hassasiyetini sağlamak daha iyidir. Ve sıradan bir fotoamatörde dikdörtgenden sekizgen bir piksel biçimine geçişin karesine "çözüm" eksenine, reklam kitapçıklarında çok açık bir şekilde yazılmış olsa bile, çok fazla anlayış ve astar verilir.

Meta tsi єї statti - PZZ matrisinden çıkışta alınan görüntünün kalitesinin nasıl yatırılacağını açıklamak için en basit düzeyde deneyin. Her türlü optik ile kolayca soyutlanabilir; 1000 dolardan (Nikon D 70) daha az olan “ayna kameranın” arkasında bir başkasının görünümü, kameralar için sensör izinlerini daha da artıran spodіvatsya yapmanızı sağlar. fiyat kategorisi"askeri" lenslerle karıştırmayın.

Dahili fotoefekt

Daha sonra, lens tarafından oluşturulan görüntü PZZ matrisinde harcanır, böylece ışık değişimi, görevi fotonların enerjisini bir elektrik yüküne dönüştürmek olan PZZ elemanlarının ışığa duyarlı yüzeyine düşer. . Yaklaşık olarak bu şekilde görünüyor.

Bir CCD elemanına düşen bir foton için, alt deliklerin gelişmesi veya yüzeyde “yanıp sönme” için üç seçenek vardır veya yoldaşın peçetesinde (matris malzemesi) killenme veya “sondalama” olacaktır. ” veya “çalışma bölgesi”. Perakendecilerde böyle bir sensörün yaratılmasının gerekli olduğu aşikardır, bu durumda “sekme” ve “iplik gezinme” minimuma indirilecektir. Bu fotonlar, sanki matris tarafından killenmişler gibi, iletkenin kristal kafesinin bir atomuyla etkileşime giriyormuş gibi bir çift elektron-dirk veya sanki atomlarla etkileşime giriyormuş gibi sadece bir foton (veya dirka) oluşturur. donör veya alıcı evler iç fotoefekt. Bildiğiniz gibi, sensör robotunun dahili fotoelektrik etkisi birbiriyle değiştirilemez - yükün iletkeninden "seçilenleri" özel bir koleksiyonda kaydetmek ve ardından onları rahuvatlamak gerekir.

PZZ matris elemanı

Vahşi bir görünümde, CCD elemanının tasarımı şöyle görünür: p-tipi silikon astar, n-tipi iletkenden kanallarla donatılmıştır. Kanalların üzerinde, silikon oksitten yalıtkan bir ön balon ile polikristal silikondan elektrotlar oluşturulur. n-tipi kanalın altındaki kapalı bölgede böyle bir elektrota elektrik potansiyeli verildikten sonra oluşturulur. potansiyel çukur, Elektronik tasarrufu için randevu. Silisyumun içine giren bir foton, potansiyel kuyusu tarafından çekilen ve içine doldurulmuş bir elektron üretecek şekilde üretir. Daha fazla foton (daha fazla ışık), ipliklerle daha fazla şarj sağlar. O zaman, aynı zamanda denilen ücretin değerini de hesaba katmalıyız. Fotoğraf akışı, ve güç yogası.

PZZ öğelerinin fotoğraf akışlarını okumak şöyle adlandırılır: son kayıtlar zsuvu, çıkıştaki bir dizi darbenin girişindeki bir dizi yük gibi. Seri, trafo merkezine giden bir sonraki analog sinyal ile verilir.

Bu şekilde, ek bir kayıt için PZZ elemanlarının sıralarını bir analog sinyale dönüştürebilirsiniz. Aslında, PZZ matrislerindeki son zsuvu kaydı, arka arkaya birleştirilen aynı PZZ öğelerinin yardımı için uygulanır. Fizibiliteye göre böyle bir robot yapacağım bir ücret bağlantısı ile ekli(PZZ kısaltması anlamına gelir) potansiyel çukurlarının ücretlerini değiştirmek için. takas sabittir elektrot transferi(aktarım kapısı), roztashovannyh mizh sudnіmi PZZ elemanları. Artan potansiyelin en yakın elektroduna uygulandığında, yük potansiyel çukurların altından akar. Mіzh PZZ elemanları, sayılarına bağlı olarak, iki fazlı, üç fazlı veya iki fazlı olarak adlandırılabilen zsuva kaydının “fazlılığını” biriktirmek için transferde iki ila dört elektrottan yayılabilir.

Transfer elektroduna potansiyel beslemesi, tüm PZZ elemanlarının potansiyel kuyularının yüklerinin aynı anda kaydediciye aktarılacağı şekilde senkronize edilir. І CCD-elemanlarını aktarmanın bir döngüsü için, yükün ücretini sağa (veya sağa doğru) bi "kordonla transfer" olarak. Eh, "aşırı" görünen CCD öğesi, ücretini eke verdi, kaydın çıkışında saklandı - tobto pidsiliyuvachu.

Genel olarak, son kayıt, paralel giriş ve son çıkış ile bir eke bağlanır. Bu nedenle, kayıttan tüm saldırıları okuduktan sonra, yeni bir satır için başvurmak, ardından saldırmak ve bu şekilde iki boyutlu bir fotoakım dizisine dayalı kesintisiz bir analog sinyal oluşturmak mümkündür. Kendi tarafında, zsuvu'nun son kaydı (yani, iki boyutlu fotoakım dizisinin satırları) için giriş paralel akışı, zsuvu'nun dikey olarak yönlendirilmiş son kayıtlarının sıralanmasıyla sağlanır. paralel kayıt zsuvu, Ve bir bütün olarak tüm yapı, sadece PZZ matrisi olarak adlandırılan bir ektir.

Paralel hale gelen "dikey" ardışık zsuvu kayıtları denir. PZZ matrisleri, robot tamamen senkronize edilmiş gibi. PZZ matrisinin iki boyutlu fotoğraf akışları dizisi, her seferinde bir satır aşağı kayar ve bundan sadece birkaçı sonra, sıralı kaydın "en alt kısmındaki" yarıklı ön sıranın yükü olarak, ses subsiluvach'a gönderildi. Son kaydın sonuna kadar paralel titreşimler boştadır. Normal robotlar için PZZ matrisinin kendisi zorunludur, ancak elektrikli sürücüye hem sıralı hem de paralel olarak yazmaçlara potansiyel veren ve ayrıca robotu ile senkronize eden bir mikro devreye (veya bir diziye) bağlıdır. her iki kayıt. Ayrıca gerekli saat üreteci.

Çerçeve matrisi

Bu tip sensör, yapıcı bakış açısından en basit olanıdır ve buna denir. kare kare PZZ matrisi(Tam çerçeve CCD - matris). Krim mikro devreleri "bağlanır", bu tip matris ayrıca pozlamanın bitiminden sonra ışık akışını kesen mekanik bir deklanşör gerektirir. Deklanşör tamamen kapanana kadar yükleri okumaya başlamak mümkün değildir - paralel kaydın çalışma döngüsü sırasında, cilt piksellerinin foto akışına elektron girişi eklenir ve fotonların CCD matrisinin yüzeyine çarpmasına neden olur. Bu fenomene denir Tam çerçeve matrisinin yükünü “bulaştırmak”(Tam çerçeve matris lekesi).

bu şekilde, çerçeve okunabilirliği böyle bir şemada, hem paralel hem de sıralı yazmaçların çalışması çevrelenmiştir. Ayrıca okuma işlemi tamamlanmadan önce mercekten gelen ışığın akışını bozmak gerektiği de aşikardır. maruziyetler arasındaki aralık okumanın güvenliğinden dolayı depozito yatırmak için tezh.

Paralel kaydın yükünün sıralı olanın girişinde bir satıra sığmadığı, ancak arabellek paralel kaydına eklendiği tam bir kare kare matris kullanarak. Ana paralel kayıt zsuvu altındaki bu aktarım kaydı, fotoğraf akışları arka arkaya arabellek kaydına hareket eder ve ardından sıralı kayıt defteri zsuvu'nun girişine gider. Tampon kaydının üstü opak (çoğunlukla metal) bir panel ile kaplanmıştır ve tüm sistem adı alır. çerçeve arabelleğe almalı matris(çerçeve - CCD'yi aktarın).

Çerçeve arabelleğe alma matrisi

Bu şemada, ana paralel kaydın potansiyelleri daha hızlı "boşaltılır", bu nedenle satırlar ara belleğe aktarıldığında, sıralı kaydın bir sonraki döngüsünü kontrol etmek için kaplama satırına gerek yoktur. Bu nedenle, sergiler arasındaki aralık kısadır, aynı zamanda hesaplaşma hızı düşerken, sıra daha fazla gün için “fiyat olarak yükseltilmelidir”. Bu şekilde, arabellek kaydının boyutuna biraz boşluk eklemek istersem, pozlar arasındaki aralık yalnızca iki çekim için kısaltılır. Bununla birlikte, dikkat edilmesi gereken en önemli şey, kare arabelleğe alma ile matrisin küçük boyutudur - hareket eden fotoğraf akışlarının “rotası”, değerlerinin tasarrufunda olumsuz olarak gösterilir. Ve her durumda, çekimler arasında mekanik bir deklanşör suçlanacak, bu nedenle kesintisiz bir video sinyali hakkında konuşmamalısınız.

Sütun tamponlu matrisler

Özellikle video teknolojisi için, pozlar arasında belirli bir aralıkta yeni bir matris türü geliştirildi, minimizasyonlar birkaç kare için değil, kesintisiz bir akış için. Zrozumіlo, güvenlik ve güvenlik uğruna valfi mekanik deklanşöre aktarmak mümkün oldu.

Aslında adını alan şema nedir? sütun tamponlu matrisler(interline CCD -matris), çerçeve tamponlamalı sistemlere benzer; içinde ayrıca bir tampon paralel kayıt zsuvu vardır, böyle bir bağlantının PZZ elemanları kapsanamaz. Ancak, arabellek ana paralel kayıt altında tek bir blokta karıştırılmaz - ana kayıt girişleri arasında “karıştırılır”. Sonuç olarak, arabellek kaydı, ana kaydın cilt sütununun sırasına göre bulunur ve fotoğraf akışının maruz kalmasından hemen sonra, “yukarıdan aşağıya” değil, “sağa” (veya “) hareket eder. sağdan sola”) ve toplamda bir çalışma döngüsü için tampon kaydında harcanır ve bir bütün olarak saldırgan maruz kalma için daha güçlü bir potansiyele sahiptir.

Tampon kaydında harcanan ücret, ilk önce zsuva'nın son kaydı aracılığıyla okunur, "yanmak" için. Tampon kaydındaki fotoğraf akışlarının parçaları bir döngüde alınır, mekanik bir deklanşörün hızı için tam çerçeve matrisinde "bulaşma" yüküne benzer bir şey yoktur. Ve saatin ekseni, arabellek paralel kaydının dışında görüntülenen aralığın üç değeri için en iyisinin dış görünüm çerçevesi için ortaya çıkar. Bunun nedeni, saniyede 30 kareden az olmayan yüksek kare hızına sahip bir video sinyali oluşturmanın mümkün olmasıdır.

Sütun arabelleğe almalı matris

Literatürde çoğu zaman, sütunların tamponlandığı matrislere süt tarafından “interlaced” denir. Viklikano tse, tek tek, tim, İngilizcenin “interline” (satırların arabelleğe alınması) ve “interlaced” (örtüşen) adlarının kulağa daha da benzer gelmesi. Aslında tüm satırları bir döngüde okurken matris hakkında konuşabilirsiniz. ilerici köksap(aşamalı tarama) ve ilk ölçü için eşleştirilmemiş satırlar sayılırsa ve diğer (veya navpak) için eşleştirilmiş satırlar okunursa, mov satır satır matrisler(Geçişli Tarama).

Ana paralel kaydın fotoğraf akışlarının “foton bombardımanına” tabi olmayan bir arabellek kaydı gibi ses çıkarmasını istiyorsanız, Sütunların arabelleğe alınmasıyla matrislerde "bulaşma" yükü(smear) de bilinmektedir. Viklikano ts chastkovymi trakkannyam elektronіv s potansiyel yami "ışık algılama" potansiyel kuyu "tampon" içindeki PZZ elemanı, özellikle pikselin parlaklığı bir tapınaktan daha fazlaysa, yüke eşit olan maksimum değere yakın olduğu için vіdbuvaєtsya. Sonuç olarak, tabelada yokuş yukarı ve aşağı, parlak bir noktanın ortasında, mükemmel bir çerçeve olan hafif smuga uzanır. Bu kabul edilemez etkiyle mücadele etmek için, bir sensör tasarlarken, “ışığa duyarlı” ve arabellek alanı daha büyük bir mesafeye genişletilmelidir, bir tür. Anlaşılır bir şekilde, bu işlemin daha uzun saatlik aralığının yanı sıra ücret alışverişini de kolaylaştırır, sorun şu ki “yağlama” imajı perakendecileri seçim hakkından mahrum bırakmaz.

Daha önce atandığı gibi, sensörün pozlar arasındaki ışık akışını engellememesi için video sinyalinin güvenli olması gerekiyor, böylece bu tür robotik zihinlerdeki mekanik obtüratör (saniyede yaklaşık 30 işlem) kolayca dışarı çıkabiliyor. melodi. Neyse ki, arabellek satırları uygulanabilir elektronik deklanşör, daha iyi bir şekilde, zorunluluk uğruna mekanik bir deklanşör olmadan yapmanıza izin verir, ancak başka bir şekilde, özellikle kritik olan ekranın değerini (1/10000 saniyeye kadar) güvenle abartabilirsiniz. swidkoline süreçlerinin yakalanması (spor, doğa incedir). Bununla birlikte, elektronik deklanşör aynı zamanda, potansiyeli olan bir dünya üstü yük sistemi için matrisin küçük olduğu anlamına gelir, bu arada her şey sırayla anlatılacaktır.

Her şey için ve bir video sinyali oluşturma yeteneği için ödeme yapmanız gerekiyor. Arabellek kayıtları, matris alanının önemli bir bölümünü "verir", sonuç olarak, cilt pikseli aynı yüzeyde ışığa duyarlı alanın %30'undan daha azına sahipken, tam çerçeve matrisinin pikseli %70 olur. Bu gerçeğe göre, cilt pikselinin üzerindeki modern CCD matrislerinin çoğunda, mikro mercek. Böyle basit bir optik bağlantı, CCD elemanının alanının büyük bir bölümünü kaplar ve ilk parçaya düşen fotonların tamamını, kenarında, ışığı örtmeye yönlendiren bir ışık akışı konsantrasyonuna yakalar. pikselin kompakt ışığa duyarlı alanı.

mikro lensler

Ek mikro lensler için parçalar, sensöre düşen ışık akışını daha etkili bir şekilde kaydedebilir, yalnızca sütunları tamponlayan sistemler değil, aynı zamanda tam çerçeve matrisler de bunlara eklenmiştir. Vtim, mikro lensler de "eksiksiz çözümler" olarak adlandırılamaz.

Optik bir eklenti olan mikro lensler, çoğu zaman çerçevenin en önemli detaylarının netliğinde görülür; Kenarları hafifçe erir. Öte yandan, yani görüntü olması gerektiği kadar geniş değil - bir dizi görüntüde, sanki lens tarafından oluşturulmuş gibi, çizgilerin intikamını almak için, boyutlarına ve boyutlarına yakın olanların yerleşim sıklığı ve boyutu. CCD elemanı ve interdigital matrisler. Çerçevedeki bu ruh hali genellikle şüphelidir. ayak parçası(takma ad) - hangisinin görüntünün ayrıntısına bir bütün olarak kapalı olduğuna bakılmaksızın şarkı renginin pikselinin tanınması. Sonuç olarak, resimdeki nesnenin çizgileri tırtıklı kenarlarla yırtık görünüyor. Mikro lenssiz matrisli kameralarda bu sorunu çözmek için pahalı Spektrum kaplamasından filtre koruması(anti-aliasing filtre) ve mikro lensli bir sensör böyle bir filtre gerektirmez. Vtіm, herhangi bir zamanda, sensörün dağılımında böyle bir düşüş için ödeme getirilebilir.

Aydınlatma nesnesi yeterince iyi değilse, açıklığı mümkün olduğunca açmanız önerilir. Bununla birlikte, aynı zamanda, dik bir eğim altında matrisin yüzeyine düşen değişimlerin sayısında keskin bir artış vardır. Mikro lensler bu tür değişikliklerin önemli bir bölümünü görürler, bu nedenle ışık matrisinin etkinliği (diyaframı açmalarından dolayı) çok kısadır. Bir pikselin silikonuna girmek, çok uzun ömürlü bir foton, bu yüksek nüfuz edici bir bina olabilir, bükülmüş bir problem değişiminin altına düştüğünü belirtmek istiyorsanız, matrisin ikinci elemanının malzemesiyle kil yapabilirsiniz. sizi rahatlatacaktır. Sorunu çözmek için, matrisin yüzeyi, virizahın ışığa daha az duyarlı piksel bölgeleriyle kaplandığı opak (örneğin metal) bir "kafes" ile kaplanmıştır.

Tarihsel olarak, kare kare alıcıların esas olarak stüdyo teknolojisinde ve amatör teknolojide sütunların arabelleğe alınmasına sahip matrislerde kullanılması için geliştirilmiştir. Profesyonel kameralarda her iki tip reseptör de uyarılır.

PZZ-elementinin klasik şemasında, güçlü bir elektrot ile polikristal silikon elektrotlar kullanılır, hassasiyet elektrot yüzeyi tarafından kısmi bir ışık rozeti ile çevrilidir. Bu nedenle, spektrumun mavi ve ultraviyole bölgelerinde duyarlılığı artıran özel zihinlerde büyürken, arkadan aydınlatmalı matris bloke edilir. Bu tip sensörlerde, astar üzerine ışık düşer ve gerekli dahili fotoetkiyi sağlamak için astar, 10-15 mikrometre kalınlığa kadar taşlanmıştır. Bu işleme aşaması, matrisin maliyetini büyük ölçüde artırdı, ayrıca müştemilatlar bile çarpık görünüyordu ve katlandığında ve çalıştırıldığında daha fazla özen gösterdi.

Arka ışık matrisi

Işık akışını zayıflatan ışık filtrelerinin yardımıyla, artan hassasiyete sahip tüm pahalı işlemlerin duyusal atık oluşturduğu açıktır, bu nedenle arka ışığın matrisleri astronomik fotoğrafçılıkta en iyi şekilde duracaktır.

Duyarlılık

İster fototermal cihaz ister CCD matrix olsun, bir kayıt cihazının en önemli özelliklerinden biri, duyarlılık- Optik viprominyuvannya'ya tepki vermek için şarkı söyleyen bir rütbeye sahip Zdatnist. Ne kadar hassas olursa, kayıt ekinin reaksiyonu için o kadar az ışık gerekir. Hassasiyeti tanımlamak için farklı değerler (DIN, ASA) kullanıldı, ancak ISO birimlerinde (Uluslararası Standartlar Organizasyonu - Uluslararası Standartlar Organizasyonu) bir parametre belirleme uygulaması kök saldı.

Bir okremy PZZ elemanı için, reaksiyon altında ışık, bir yükün oluşumunu takip eder. PZZ matrisinin duyarlılığının tüm piksellerin duyarlılığından oluştuğu ve genel olarak iki parametrede yattığı açıktır.

İlk parametre - integral duyarlılık Titreşimli bir lamba durumunda, ışık akışının (mіliamper cinsinden) ışık akısına (lümen cinsinden) boyutuna karşılık gelen, böyle bir tungsten lambanın spektral deposu ısıtılır. Bu parametre, sensörün hassasiyetini keskin bir nokta ile değerlendirmenizi sağlar.

Başka bir seçenek tek renkli duyarlılık, böylece uzun bir hastalık ömrüne neden olan fotoakım büyüklüğünün (miliamper cinsinden) endüstrinin ışık enerjisinin büyüklüğüne (milielektronvolt cinsinden) oranıdır. Spektrumun bir kısmı için monokromatik hassasiyetin tüm değerlerini toplamak, ne gıcırdatmak, olmak spektral duyarlılık- Işık rüzgarının estiği günlerde hassasiyetin düşmesi. Bu şekilde, spektral duyarlılık, sensörün şarkının rengini algılama yeteneğini gösterir.

Bazılarının fotoğraf ekipmanı ile popüler olan tanımlamalarda ayrılmaz ve tek renkli hassasiyetler gibi göründüğü açıktı. Aynı şekilde, dijital fotoğraf ekipmanının özellikleri, fotoğraf makinesinin özelliklerini gösterir. eşdeğer hassasiyet ISO birimlerinde PZZ matrisleri. Ve eşdeğer bir duyarlılığı belirlemek için, ustabaşının yakalanan nesnenin, diyaframın ve camın hafifliğini bilmesi ve birkaç formül puanlaması yeterlidir. İlk olarak, poz sayısı log 2 (L * S / C) olarak hesaplanır; burada L hafiflik, S hassasiyet ve C pozlama sabitidir. Başka bir formül, poz sayısını 2 * log 2 K - log 2 t'ye eşit olarak ayarlar. L, C, K ve t'yi girdiğinizde neden S'yi girdiğinizi hesaplamanıza izin veren bir formül girmeniz önemli değil.

Matrisin duyarlılığı, cildin PZZ-elementinin duyarlılığında yattığı için ayrılmaz bir değerdir. Pekala, matris pikselinin duyarlılığı, ilk olarak, "gönderilen fotonlar" biçiminde yatmaktadır. ışığa duyarlı alan(doldurma faktörü) ve farklı bir şekilde kuantum verimi(kuantum verimliliği), yani kayıtlı elektron sayısının sensörün yüzeyinde batık fotonlara oranıdır.

Bir dizi başka parametre kuantum verimliliğine katkıda bulunur. İlk olarak, tse performans katsayısı- sensörün yüzeyindeki bir sekme gibi sessiz fotonların bir kısmını yansıtan bir değer. Fermantasyon katsayısının artması sırasında, iç fotoğraf efektinde yer alan fotonların oranı değişir.

Fotonlar sensörün yüzeyinde sarkmıyor gibi görünüyor, bir yük taşıyor, bazıları yüzeyde “sıkışmış” ve bazıları PZZ elemanının malzemesine derinlemesine nüfuz ediyor. Her iki tipte de kokunun foto-akım kalıplama işleminde herhangi bir rol oynamadığı açıktır. İletkende "delici bina" fotonları denir. kil katsayısı, İletkenin malzemesinde olduğu gibi uzanmak, yani düşen ışığın uzun rüzgarı durumunda - "dovgokhvily" parçacıkları "kısa kabarık" dan daha zengin bir şekilde nüfuz eder. Görünür bir değişiklik gösteren uzun süreli aşınma ve yıpranmaya sahip fotonların böyle bir kil katsayısına ulaşması için gerekli olan bir PZZ elemanı, böylece iç fotoelektrik etki potansiyele yakın olur, elektron şansını arttırır tüketmek.

Oldukça sık olarak kuantum verimlilik vicorist terimi için bir yedek "Kuantum Çıkışı"(kuantum verimi), ancak aslında parametre, bir foton kaybolduğunda titreşen yük taşıyıcılarının sayısını gösterir. Anlaşılır bir şekilde, dahili bir fotoelektrik etki ile, yükün ana kütlesi hala CCD elementinin potansiyel kuyusunda tüketilir, elektronların (veya dirok) protein kısmı benzersiz “macunlardır”. Sayıcının kuantum verimliliğini tanımlayan bir formülü vardır, yükteki burnun miktarı, sanki potansiyel bir deliğe çarçur edilmiş gibi görünür.

PZD matrisinin önemli bir özelliği, duyarlılık eşiği- kaydedilebilecek ışık sinyalinin minimum değerini karakterize eden kayıt ışığının parametresi. Sinyal ne kadar küçükse, hassasiyet eşiği o kadar yüksek olur. Duyarlılık eşiğini çevreleyen ana faktör, є karanlık strum(Karanlık akım). Vіn є naslіdkom teploelektronі ї emisії ve vinikaє PZZ-elementі içinde potansiyel bir kuyunun oluştuğu elektrot için bir potansiyel sağlarken. "Karanlık" bu sese, yüksek ışık akışıyla çukura savrulan elektronlardan oluşan denir. Işık akışı zayıfsa, fotostrumanın büyüklüğü yakındır ve bazen daha azdır, karanlık strumanın büyüklüğünü düşürür.

sensörün sıcaklığına bağlı olarak karanlık sesin Іsnuє bayatlığı; matris 9 santigrat derece ısıtıldığında, karanlık strum iki katına çıkar. Matrisleri soğutmak için vicorous farklıdır ısıtma sistemleri (soğutma). Ağırlık ve boyut özellikleri soğutma sistemlerinin tıkanması arasında ve bazen de eşanjör kalitesinde olan zemin odalarında, odanın metal kasası bulunmaktadır. Tekhnіtsі stüdyosunda, alan ve boyutlar için neredeyse hiç yer yoktur, ayrıca odanızdaki yakі soğutma sisteminin enerji beslemesinin pasif ve aktif olanlara bölünmesine izin verilir.

Pasif soğutma sistemleri Atmosfere ekleyeceğim soğutulmuş aşırı ısıdan daha az "skidannya" ile ilgileneceğim. Bu durumda, soğutma sistemi, ısının verimli dağılımını sağlayan maksimum ısı iletkeni rolünü oynar. Sıcaklığın ekleneceği, soğuyacağı, daha düşük olamayacağı açıktır, düşük sıcaklık çok sıcaktır, bu yüzden ana eksiklik olarak kabul edilir. pasif sistemler.

Pasif bir ısı değişim sisteminin en basit poposu radyatör(soğutucu), termal iletkenliğe sahip bir malzemeden, en çok da metalden yapılmıştır. Atmosfer ile temas halinde olan yüzey, daha geniş bir genişleme alanı sağlayan bir şekil oluşturur. Rozsiyuvannya mayut'un maksimum alanı radyatörlerin ana parçaları, sıcak pembe "kafalara" sarılmış bir "zhak" şeklinde. Çoğu zaman, ısı değişimini zorlamak için radyatörün yüzeyi üflenir. mikro fan benzer müştemilatlar, rütbeler soğutucular(cool-cool kelimesinden daha soğuk), kişisel bilgisayarlar için işlemciyi soğutun. Bir mikro fanın elektrik tasarrufu sağladığı varsayımına göre, bu canlılık sağlayan sistemlere "aktif" deniyor, bu kesinlikle yanlıştır, çünkü soğutucular ekleri atmosferik sıcaklıktan daha düşük bir sıcaklığa soğutamaz. Mevcut havadaki yüksek sıcaklıklarda (40 derece ve üzeri) pasif soğutma sistemlerinin verimi düşmeye başlar.

Aktif soğutma sistemleri elektriksel veya kimyasal işlemler açısından, en gerekli süre boyunca sıcaklığı daha düşük seviyede kontrol etmek güvenlidir. Aslında aktif sistemler "soğuk titreşir", ancak atmosfere bakıldığında, soğutma olan ısı eklemek gibidir, soğutma sisteminin ısısı da öyle. Aktif bir soğutucunun klasik kıçı harika bir buzdolabıdır. Vtіm, yüksek KKD'den bağımsız olarak, stüdyo fotoğraf ekipmanı için ağırlık ve boyut özellikleri kabul edilemez. Bu nedenle aktif soğutma sağlanır Peltier sistemleri tarafından hazırlanan, iki iletkenin uçlarındaki potansiyeller arasındaki farkın açık olması nedeniyle, çalışması çeşitli tek boyutlu etkiye dayanan, farklı malzemeler, bu iletkenlerin çubuğunda (voltajın polaritesinden dolayı tortu) görülebilir veya termal enerji kil olacaktır. Bunun nedeni, iletkenlerin potansiyelindeki iç kontak farkı nedeniyle elektroniğin hızlanması veya artmasıdır.

Elektronik ve teller arasındaki bir denge için ısı transferinin gerçekleştirildiği n-tipi ve p-tipi ısıtıcıların çeşitli kombinasyonları durumunda, maksimum ısı iletme etkisi meydana gelir. Bu mukavemet için Peltier elementlerinin kombinasyonunu basamaklamak mümkündür, ayrıca kırıklar kil ısısı gibi görünmektedir, bu yüzden görüldüğü gibi, elementlerin soğutucunun bir tarafı sıcak diğer tarafı olacak şekilde birleştirilmesi gerekir. soğuk. Kaskad kombinasyonunun bir sonucu olarak, Peltier eleman matrisinin en uzak tarafının sıcak tarafının sıcaklığı önemli ölçüde daha yüksek, en uçta daha düşük ve atmosferde pasif müştemilatların yardımıyla ısınıyor, yani radyatörler ve soğutuculardır.

Peltier etkisini titreştiren aktif soğutma sistemleri, sensör sıcaklığını sıfır dereceye düşürerek, karanlık sesin sıcaklığını büyük ölçüde düşürür. Bununla birlikte, PZZ matrisinin dünya çapındaki soğutması, sudaki yoğuşma damlalarını ve bunun sonucunda elektronik aksamın kısa devrelerini tehdit eder. Ve bazen matrisin soğutulmuş ve ışığa duyarlı alanları arasındaki sınır sıcaklık farkı, kabul edilemez deformasyona yol açabilir.

Ancak ne radyatörler, ne soğutucular ne de Peltier elemanları, kabin ve boyutlarla çevrili zemin odalarına kapalı değildir. Natomist böyle bir teknik için, bir yöntem kazanılır, sözde temeller siyah piksel(koyu referans pikselleri). Piksel sayısı, matrisin kenarları boyunca sütunların ve satırların opak bir malzemesiyle kaplanmıştır. Siyah piksellerin tüm fotoğraf akışları için ortalama değer önemlidir karanlık struma eşittir. Açıkçası, farklı sömürü zihinleri için (aynı odanın orta çekirdeğinin sıcaklığı, pil strum çok ince), koyu çizgi farklı olacaktır. Yogayı cilt pikseli için bir "bakış açısı" olarak seçerseniz, değerini fotoğraf akışından görebilirsiniz, CCD elemanına düşen fotonların yaratımlarının yükünü belirleyebilirsiniz.

Bunu başka bir şekilde göz ardı etmek, karanlık tıngırdatmak, duyarlılık eşiğini sınırlayan başka bir faktörle ilgili bir sonraki anı. Їм є termal gürültü(termal gürültü), elektrotlar üzerinde potansiyelin varlığının yaratılması, CCD elemanı boyunca yalnızca kaotik bir elektron akışıdır. Büyük uçarılık vitrimmleri, potansiyel kuyuda elektronların ilerleyici birikimine yol açar, bu da foto akımının doğru değerini yaratır. "dovsha" vitrimka'yı çalıyorum, çukurda "kaybettikleri" daha fazla elektron var.

Gördüğünüz gibi, bir kasetin sınırlarındaki kokunun hafifliği kalıcı bir ile doldurulur, bu nedenle çerçeveden çerçeveye değiştirilemez. Ve dijital kameranın ekseni, cilt görüntüsü için en uygun eşdeğer hassasiyet değerini ayarlamanıza izin verir. Matristen çıkmak için daha güçlü bir video sinyalinin yardımına ulaşın; Bu prosedür neden denir "Eşdeğer duyarlılığın teşviki için", oyuncunun ses kontrolünün sarıldığını tahmin etmek.

Bu şekilde, zayıf aydınlatma ile, ya eşdeğer duyarlılığı teşvik etmek ya da vitrimka'yı arttırmak için coristuva'nın önünde bir ikilem ortaya çıkar. Bununla, her iki vipad'de de, altındaki sabit bir gülün gürültüsüyle çerçeveyi gizlemeyin. Gerçek, dosvіd pokazyє, scho z "dovgoї" vitrimtsі znіmok psuєtsya negarazd, sanki matrisin daha güçlü bir sinyalinden geliyormuş gibi. Bununla birlikte, maruz kalmanın önemsizliği harika, başka bir sorunu tehdit ediyor - bir corystuvach çerçeveyi “çıkarabilir”. Bunun için, sanki binada sık sık kalmayı planlıyormuş gibi, o zaman merceğin yüksek ışık gücüne sahip bir kamera ve daha sıkı bir "entelektüel" uyku seçmelisiniz.

dinamik aralık

Bir matris şeklinde, binayı hem parlak bir güneşle hem de zayıf bir ışıkla hafifçe kaydetmek gerekir. Bunun için, matrisin potansiyeli, daha da hayali olarak suçlamak ve ayrıca zayıf aydınlatma ile minimum elektron sayısını nasıl azaltacağınızı ve yoğun bir ışık akışı sensöre çarptığında alınan büyük yükü nasıl barındıracağınızı hatırlamaktır. . Bu görüntü, mercek tarafından oluşturulduğu için, çoğunlukla hem parlak ışıklı alanlardan hem de derin gölgelerden oluşur ve sensör tüm manzaraları kaydetmekten suçludur.

Sensörün farklı aydınlatma ve yüksek kontrast ile iyi bir görüntü oluşturma yeteneği parametre ile belirlenir. "dinamik aralık" görüntüdeki eşitsizlik matrisinin yapısını karakterize eden , en fazla ışığın en koyu tonları olan їє reєruyuchu yüzeyine yansıtılır. Genişletilmiş bir dinamik aralıkla, görünür işaretlerin sayısı artacak ve aralarındaki geçişler, nesne tarafından oluşturulmuş gibi görüntüyü en üst düzeye çıkaracaktır.

Dinamik aralığın çerçevenin parlaklığı üzerindeki etkisi (A - geniş dinamik aralık, B - dar dinamik aralık)

PZZ elemanının tek bir değer biriktirme kapasitesini tanımlayan özelliğe denir. "Kil potens delikleri"(iyi derinlik) ve matrisin dinamik aralığının bırakılması gerektiği görülüyor. Açıktır ki, zayıf aydınlatmanın zihinleri dinamik bir aralıkla değiştirildiğinde, kendi karanlığıyla, karanlık bir tılsımın boyutuyla gösterilen aynı hassasiyet eşiği eklenir.

Açıkçası, foto akışları oluşturmak için elektronları harcadığınız şey, yalnızca potansiyelli bir yük biriktirme sürecinde değil, aynı zamanda matrisin çıkışına taşınması sırasında da olur. Elektrot aktarıldığında ana yükte "kırılan" elektronların kayması nedeniyle kayıp. "Yok edilen elektronik" sayısı ne kadar küçükse, o kadar fazla yük transfer verimliliği(Şarj aktarım verimliliği). Bu parametre pencerelerde değiştirilir ve PZZ öğeleri arasında bir saatlik "geçiş" için kaydedilen yükün bir kısmını gösterir.

Transfer etkinliğinin etkisi popo üzerinde gösterilebilir. 1024 X 1024 matris için bu parametrenin değeri %98 ise, matris çıkışındaki merkezi pikselin fotoğraf akışının değerini belirlemek için 0.98'i ayarlamak gerekir (alabilecek yüke bağlı olarak). aktarılacak) adım 1024'e (pikseller arasındaki "geçişlerin" sayısı) ve 100 (yüzde ) ile çarpın. Sonuç kesinlikle tatmin edici değil - çıkış ücretinin %0,0000001'i kaybolacak. "Geçiş" sayısının artmasıyla "geçiş" sayısının arttığı açıktır. Ek olarak, aktarım hızındaki artışın (artışı telafi etmek için) "parçalanmış elektronların" sayısında hoş olmayan bir artışa yol açtığı çerçevenin okunabilirlik hızı düşüyor.

PZZ matrisinin tasarımı sırasında yük transferinin yüksek verimliliği için çerçevenin makul bir okunabilirlik seviyesini elde etmek için, potansiyel çukurların yerleşiminin “gömülmesi” planlanmıştır. Zavdyaki tsomu elektroni, elektrodіv transferine ve n-kanalı tanıtmak için PZZ-elementinin tasarımındaki "derin zaglyagannya" potansiyeline çok aktif olarak "yapışmaz".

Poponun sivri ucuna dönersek: bu matris 1024 X 1024'te depodaki yük transferinin verimliliği %99,999 olsa da, o zaman sensör çıkışında fotostream'e merkezi şarj 1. koçanı değerinin %98,98'ini kaybedecektir. Matris nasıl genişletilir? yüksek katlı bina, o zaman %99,999999'luk bir ücret aktarım verimliliği gereklidir.

Çiçeklenme

Sessiz durumlarda, dahili fotoelektrik etki, potansiyelle birlikte derinliklerden ağır basan dünya üstü sayıda elektrona getirilirse, CCD öğesinin yükü dış pikseller boyunca yükselmeye başlar. İşaretlerde denilen bir manzara var "çiçeklenme"(İngiliz çiçek açmasından - çiçek açmasından), beyaz bir renk ve doğru form gibi görünüyor ve ne kadar fazla elektron varsa, o kadar fazla çiçek açar.

Çiçeklenme ek bir sistem için ayrılmalıdır elektronik drenaj(taşma drenajı), potansiyel deliklere sahip aşırı fazla elektronları tanıtmanın ana görevi. En popüler seçenekler dikey drenaj(Dikey Taşma Tahliyesi, VOD) su drenaj(Yan Taşma Tahliyesi, VOD).

Dikey drenajlı bir sistemde, derinliği yeniden yerleştirildiğinde, fazla elektronların ondan astara akması ve orada yükselmesi için anlamı seçilen matris astarına bir potansiyel verilir. Bu seçeneğin eksi, potansiyel kuyuların derinliğindeki değişiklik ve görünüşe göre PZZ elemanının dinamik aralığının sesidir. Bu sistemin arkadan aydınlatma sayesinde matrislere takılmadığı da aşikar.

Dikey elektronik drenaj

Potansiyel elektronların drenaj oluklarına girmesini önleyen ve aşırı yükte bir artışa yol açan güçlü elektrotlara sahip bir sistem. Bu elektrotların potansiyeli, potansiyel çukurlar tarafından yeniden konumlandırma engeline kadar değişken olarak seçilir, kendi derinliklerinde değişmezler. Elektrotların drenajı için PZZ elementinin ışığa duyarlı alanı kısaltılır ve mikro lensler gün ışığına çıkarılır.

Plaj elektronik drenajı

Açıkçası, sensöre karmaşık bir tasarımın bir drenaj eklentisini ekleme ihtiyacı, çiçek açmanın getirdiği çerçevenin bir kanıtı göz ardı edilemez. Bu elektronik deklanşör drenaj olmadan uygulanamaz; vіn, aşırı kısa ön camlara sahip bir “perde” rolünü oynar, bu tür bir değişikliğin değeri, ana paralel kayıttan arabellek paralel kaydına yük transferini etkileyen bir aralık için. "Deklanşör", yani drenaj, CCD-elementіv sessiz elektronіv tamponunun çukurlarına zabіgaє penetrasyon, scho bundan sonra "ışık algılama" piksellerinde saklandı, çünkü görevler (ve oldukça kısa) bir maruz kalma saati geçti.

"Sıkışmış" pikseller

Bazı CCD elemanlarındaki teknolojik hatalar yoluyla, potansiyel kuyunun yakınında çığ benzeri bir elektron birikimine yol açan en kısa ön camı sarın. Fotoğrafta pikseller, isimler var "sıkışmak"(Sıkışmış pikseller), hatta renkle aynı şekilde güçlü bir şekilde tahriş eder, bu nedenle parlaklık açısından, ayrıca, gürültü altında sabit bir gülün yüzünde, koku, renk parlak olduğunda ve ısıtmadan bağımsız olarak ortaya çıkar. matris.

Vidalennya yapışkan pikseller yazılım Arızalı PZZ öğelerinin algılanmasını ve bunların "koordinatlarının" kalıcı bellekte ezberlenmesini sağlayan kameralar. Görüntü şekillendirilirken güllerden hatalı piksel değerleri alınmaz, intihar noktalarının değerlerinin enterpolasyonu ile değiştirilir. Arama işleminde pikselin kusurunu tespit etmek için şarjı, enerjiden bağımsız kameranın hafızasında da saklandığı için referans değerlere eşittir.

köşegen matris genişletme

Bazıları, bir dijital kameranın gösterilip gösterilmediğine dair bir dizi başka parametrede köşegen üzerinde rozmіr PZZ matrisi(çoğunlukla bir inçlik kısımlarda). Bu değer, sensör boyutundan daha büyük olan nesnenin özellikleri ile ilgilidir, bu da optiklerin oluşturduğu görüntünün daha büyük olduğu anlamına gelir. Matrisin kayıt yüzeyinde görüntünün bozulabilmesi için optik elemanların büyütülmesi gerekir. "Resim" lens tarafından sensörden daha az görünecek şekilde oluşturulsa bile, matrisin çevresel alanları sahiplenilmemiş görünür. Ancak, bazı video kameralarda kameralar, modellerinde megapikselin tek bir parçasının “doğru değil” göründüğünü göstermedi.

Ve 35 milimetre teknolojisi temelinde oluşturulan dijital "refleks kameraların" ekseni, matrisin ışığa duyarlı alanını geçerek, mercek tarafından oluşturulmuş gibi durum görüntüsünü pratik olarak değiştirir. Viklikano, 35 milimetrelik bir yüzücünün çerçeve boyutlarına sahip sensörlerin daha pahalı olduğunu ve görüntünün lens tarafından oluşturulan kısmının kelimenin tam anlamıyla “perde arkasında” göründüğü noktaya getirilmesini takdir ediyoruz. Sonuç olarak, merceğin özellikleri "uzun odak" bölgesine kaydırılır. Bu nedenle, dijital refleks ayna için yedek optik seçerken, odak uzaklığı artış faktörü- Kural olarak, vin 1.5'e yakın olmalıdır. Örneğin, 28-70mm değişken bir lens takarken, çalışma aralığı 42-105mm olur.

Tahmin katsayısı hem pozitif hem de negatif olabilir. Zocrema, zyomka, kısa odaklı lensler gerektiren harika bir soğuma ile katlanır. Odak uzaklığı 18 mm ve daha ucuz olan optikler daha pahalıdır, ancak dijital bir aynada önemsiz 27 mm'ye dönüştürülürler. Öte yandan, uzun menzilli lensler de pahalı olabilir ve büyük bir odak uzaklığı için kural olarak dış diyafram değişir. Ve 1,5 katsayılı ucuz bir 200 milimetre merceğin ekseni, 200 mm ışık için “doğru” 300 mm optiklerin f / 5.6 düzeninde bir açıklığa sahip olduğu 300 mm'lik bir merceğe dönüşür yoğunluk - f / 4.5 .

Ek olarak, herhangi bir lens için, alanın eğriliği ve çerçevenin kenar bölgelerine yakın görüntünün keskinliği ve eğriliğinde ortaya çıkan bozulma gibi bu tür sapmalar karakteristiktir. Matrisin boyutu daha küçük olmasına rağmen, lens tarafından oluşturulan görüntü boyutu daha düşüktür, "sorunlu alanlar" sensör tarafından basitçe kaydedilmeyecektir.

Önemli olan, matrisin hassasiyetinin kaydın yapıldığı alanın boyutları ile ilgili olmasıdır. Cilt elemanının ışığa duyarlı alanı ne kadar fazlaysa, yeni üzerinde o kadar fazla ışık tüketilir ve dahili fotoefekt o kadar sık ​​görülür, böyle bir sırada tüm sensörün hassasiyeti artar. Ek olarak, büyük boyutlu bir piksel, dinamik aralığın genişliğine olumlu yönde katkıda bulunan potansiyel bir "artırılmış hacim" deliği oluşturmanıza olanak tanır. 35 milimetrelik bir yüzücünün çerçevesinin arkasındaki boyutlara eşit, dijital "refleks kameraların" ön popo matrisi. Dijital sensörler geleneksel olarak ISO 6400 düzenine (!) duyarlıdır ve ADC'nin dinamik aralığı 10-12 bittir.

Aynı zamanda amatör kameraların matrisleri, 8-10 bit ADC'nin yeterli olduğu dinamik bir aralığa sahiptir ve hassasiyet nadiren ISO 800'ü aşmaktadır. Bunun nedeni, bu tekniğin özel tasarımıdır. Sağda, Sony'nin amatör teknoloji için küçük boyutlu (1/3, 1/2 ve 2/3 inç diyagonal) sensörlerin üretimi konusunda çok az rakibi var ve bunun nedeni, geliştirmeye yetkin bir yaklaşımdı. model aralığı matrisler. Siyah neslin geliştirilmesi sırasında, razdilnoy zdatnistyu'dan "megapiksel daha fazla" matrisler, hem boyutlar hem de arayüz için ön sensör modellerinin toplamı tarafından daha da fazla halledildi. Görünüşe göre, kamera tasarımcıları lensi ve kameranın “elektronik dolgusunu” “sıfırdan” geliştirme fırsatına sahip değildi.

Vtіm, zіlshennyam zdatnostі zdatnostі tampon paralel zsuvu zaplyuє sensör alanının giderek daha fazla bir parçası olarak, sonuç olarak, alan ışığa duyarlıdır ve hızlı bir şekilde potencіynoї yami mystkіst.

PZZ matrisinin ışığa duyarlı alanının farklı zamanlarda değiştirilmesine izin verilir.

Bu nedenle, "N + 1 megapiksel" cildinin arkasında perakendecilerin çalışmalarının bir kopyası var - üzgünüm, her zaman başarılı değil.

Analog-Dijital Dönüştürücü

Krizden geçen video sinyali kameranın akıllı mikroişlemcisine aktarılmalıdır. dijital format. kimin için kazandın analogdan dijitale dönüştürücü, ADC(analogdan dijitale dönüştürücü, ADC) - bir analog sinyali bir dizi rakama dönüştüren bir ek. Yogo kafa özelliği є kapasite, bu nedenle ayrık sayısı, tanınan ve kodlanan sinyale eşittir. Rivniv sayısını hesaplamak için ranklar dünyasında iki demek yeterli. Örneğin “8 bit kapasite” dönüştürücünün sinyale eşit sekizinci aşamaya 2 atayıp 256 farklı değerde gösterebileceği anlamına gelir.

ADC'nin büyük kapasitesi için (teorik olarak) daha fazlasına ulaşabilirsiniz. glibini rengi(renk derinliği) azami sayı kolіrnykh vіdtіnkіv, yak yapılabilir. Renk derinliği bit olarak duyulur ve ses sayısı i olarak hesaplanır, çünkü i ADC sinyaline eşittir. Örneğin, 24 bit renk derinliği ile 16777216 renk alabilirsiniz.

Görüntüleri işlemek ve kaydetmek için bir bilgisayar tarafından seçildiği için JPEG veya TIFF formatlarındaki dosyalar için gerçek renk derinliği 24 bit (deri başına 8 bit) ile çevrilidir. renk kanalı- mavi, kırmızı ve yeşil). Bu nedenle, bazen 10, 12 ve 16 bit (yani derin renk 30, 36 ve 48 bit) kapasiteli ADC'ler "gereksiz" olarak affedilebilir. Bununla birlikte, bazı dijital fotoğraf ekipmanı modellerinin matrisinin dinamik aralığı geniş olabilir ve kamera standart olmayan bir biçimde (30-48 bit) bir çerçeve kaydetme işlevine sahip olsa bile, daha sonra başka bir bilgisayar işlemiyle, "zayvі" biti'yi vikora etmek mümkündür. Gördüğünüz gibi, rozrahunka'nın tezahür sıklığına ilişkin affı, yalnızca odaklanma yanlışlıkları için feda edilecektir. Buna göre, “alt” (kısa vadede) veya “üst” (aşırı trimde) atımların yardımı için bu tür afları telafi etme olasılığı daha da ata gibi görünüyor. Eh, sergi af olmadan açılırsa, standart 24'te ara vermeden 30-48 bit "sıkmak" özellikle katlanabilir değildir.

Açıkçası, PZZ matrisinin dinamik aralığı, ADC'nin bitindeki artıştan sorumludur, çünkü kanal başına 10-12 bitlik dar bir ADC dinamik aralığı ile hiçbir şey tanınmayacaktır. Ve hepsinden önemlisi, başka türlü adlandırılamaz, “36-bit” bilmecenin tanıtım dublörlüğünden daha düşük ve diyagonal boyunca bir piv-inç matrisi ile mütevazı bir “milnitsa” “48-bit” rengi oluşturur. , veya hatta bir minumum, bir duyusal dum gibi 30 bitlik bir vimagaє rengi oluşturun. 3 inç.

Sabit diskler