CCD vs CMOS

Transkript

CCD vs CMOS
Elektrotechnická fakulta
České vysoké učení technické v Praze
CCD vs CMOS
Prof. Ing. Miloš Klíma, CSc.
0
Multimedia Technology Group, K13137, FEE CTU
0
Historie snímání obrazu
• 1884 – Paul Nipkow – mechanický rozklad
• 1923 – Vladimír Zworikyn, snímací elektronka ikonoskop
• 1927 – John Bird – televizní přenos
• 2. pol. 30 let – zahájení televizního vysílání
• 1954 – barevné TV vysílání – NTSC, USA
• 80. léta – začátky digitální televize
• 70. léta CCD – nábojově vázané struktury
• konec 20. století – rozvoj CMOS technologie (100 mil. prvků), paměti
• CMOS senzory (technologie pamětí)
Multimedia Technology Group, K13137, FEE CTU
1
Barvodělící systém
2D CCD
LCD
backlight
zpracování
výstup
Bayerovo pole
filtrů
matnice
závěrka
zadní polarizátor
čočka
zadní sklo s TFT polem
dopadající světlo
kapalný krystal
sklo s barevnými filtry
vstupní polarizátor
Multimedia Technology Group, K13137, FEE CTU
2
Formáty senzorů
Canon
Multimedia Technology Group, K13137, FEE CTU
3
CCD sensory
elektroda
izolant
+
potenciálová
jáma
+
+
+
+
+
+
+
substrát
N
MIS kapacita
Charge Coupled Device – nábojově vázané struktury
Multimedia Technology Group, K13137, FEE CTU
4
CCD sensory
Φ1
Φ2
Φ3
+
+
potenciálový
reliéf
N
Φ1
Φ2
+
N
+
potenciálový
reliéf
CCD přenosové struktury
Multimedia Technology Group, K13137, FEE CTU
5
CCD sensory
snímkový
přenos
Frame Transfer
metalizace
Multimedia Technology Group, K13137, FEE CTU
6
CCD sensory
řádkový
přenos
Interline Transfer
Konfigurace CCD obrazového sensoru
Multimedia Technology Group, K13137, FEE CTU
7
© KODAK
Multimedia Technology Group, K13137, FEE CTU
8
CCD sensory
© DALSA
Multimedia Technology Group, K13137, FEE CTU
9
CCD sensory
© DALSA
Multimedia Technology Group, K13137, FEE CTU
10
CCD sensory
© Kodak
Multimedia Technology Group, K13137, FEE CTU
11
CCD sensory
© Fuji
Multimedia Technology Group, K13137, FEE CTU
12
CCD sensory
Senzitometrická charakteristika digitálního fotoaparátu
Přepaly – prodloužení
charakteristiky
© Fujifilm
Multimedia Technology Group, K13137, FEE CTU
13
© Fujifilm
Multimedia Technology Group, K13137, FEE CTU
14
CMOS sensory
CMOS sensory
● standardní VLSI CMOS technologie
● sensor – fotoodpor, PN nebo PIN přechod
● komutace jako RAM, náhodný výběr
● včetně signálového zpracování A/D, DSP
Multimedia Technology Group, K13137, FEE CTU
15
CMOS sensory
© Photonics Spectra
Multimedia Technology Group, K13137, FEE CTU
16
CMOS sensory
Active Pixel Sensors: Are CCD's
Dinosaurs?
Eric R. Fossum
Jet Propulsion Laboratory, California
Institute of Technology
4800 Oak Grove Drive, Pasadena,
California 91109 USA
Multimedia Technology Group, K13137, FEE CTU
17
CMOS sensory
© Canon
Multimedia Technology Group, K13137, FEE CTU
18
CMOS sensory
fotovodivý materiál – amorfní Si, X ray scintilátor CsI nebo LANEX
aktivní plocha až 40 x 40 cm, pixel 200 až 750 µm
rozlišení 512 x 512 pixelů
dynamický rozsah 72 dB
Multimedia Technology Group, K13137, FEE CTU
19
CMOS sensory
Foveon
Multimedia Technology Group, K13137, FEE CTU
20
CMOS sensory
© Foveon
Multimedia Technology Group, K13137, FEE CTU
21
Multimedia Technology Group, K13137, FEE CTU
22
Obrazové sensory – doplňky
Antiblooming – speciální elektroda, ochrana proti přesvětlení
Binning – snížení rozlišení na polovinu (čtvrtinu), zvýšení citlivosti
Pole mikročoček
Zesilovač obrazu (mikrokanálková destička), závěrka toff cca 5 ns
Vláknová destička – redukce rozměru až 5x, účinnost až 60%
Rychlé kamery – až do Msnímků za sekundu
Multimedia Technology Group, K13137, FEE CTU
23
Obrazové sensory – doplňky
Výběr části obrazu
Binning
© Foveon
Multimedia Technology Group, K13137, FEE CTU
24
Obrazové sensory – doplňky
Pole mikročoček
© Canon
Multimedia Technology Group, K13137, FEE CTU
25
Obrazové sensory – doplňky
© Canon
Multimedia Technology Group, K13137, FEE CTU
26
Obrazové sensory – doplňky
Vláknově optická
destička
Multimedia Technology Group, K13137, FEE CTU
27
Obrazové sensory – doplňky
Mikrokanálková
destička
MCP
Multimedia Technology Group, K13137, FEE CTU
28
Obrazové sensory – doplňky
Stabilizace obrazu
© Canon
Multimedia Technology Group, K13137, FEE CTU
29
CCD vs CMOS
Děkuji za pozornost !
Multimedia Technology Group, K13137, FEE CTU
30

Podobné dokumenty

v digitální fotografii a v reprodukční technice Sinar a

v digitální fotografii a v reprodukční technice Sinar a - červené, zelené a modré (RGB) jde o tzv. vzor Bayer. Aby nasnímaný obraz byl dokonalý, bez nežádoucích defektů, např. moiré ve strukturách předmětů, je nezbytné další „hardwarové“ zpracování. Pom...

Více

The Electronic Revolution

The Electronic Revolution že neruší, ale naopak dává čtenáři kvanti­ tativní pohled, který by bez dat nezískal. Velmi stylizované technické obrázky a sché­ mata jsou instruktivní, i když nejsou v souladu s našimi zvyklostmi...

Více

Od Gutenberga k internetu

Od Gutenberga k internetu vznik elektrického teleskopu (Paul Gottlieb Nipkow) sestrojen gramofon (Emile Berliner) promítán 1. film na plátno pro diváky (bratři Lumièrové) vznik katodového oscilografu (Karl Ferdinand Braun) p...

Více

Sinar podzim 2003

Sinar podzim 2003 Tři systémy v jediné kazetě - stačí kliknout myší CCD senzor digitální stěny Sinarback. Na jeho ploše jsou pravidelně rozloženy jednotlivé barevné složky - červené, zelené a modré (RGB) jde o tzv. ...

Více

Vývojové trendy v oboru čipů

Vývojové trendy v oboru čipů hlediska je znám jako Pixel Interleaved Array CCD (PIACCD). Díky použití osmiúhelníkového tvaru fotocitlivých buněk namísto tvaru čtvercového a jejich rozmístění ve 45° úhlech namísto obvyklého pra...

Více

MV_priloha_historicky vyvoj medii FINAL

MV_priloha_historicky vyvoj medii FINAL 1918 – založení Československé tiskové kanceláře „ČTK“ 1919 – první pokusy s vysíláním mluveného slova v Československu pomocí vojenského vysílače na pražském Petříně. 1921 – USA – 1. pravidelné ro...

Více

FOMASPEED

FOMASPEED rozsah ISO R

Více