CCD и CMOS можно разделить на две категории в зависимости от процесса формирования изображения: динамические (быстрое сканирование) и статические (медленное сканирование); По разным приложениям их можно разделить на профессиональный и гражданский уровень.Камера(Например, Logitech) и различные цифровые камеры используют динамические и статические CCD / CMOS гражданского уровня соответственно.
Принцип формирования изображения ПЗС
Процесс формирования изображения ПЗС следующий: кремниевый полупроводниковый светочувствительный элемент, нанесенный на поверхность ПЗС-матрицы, улавливает фотоны и генерирует фотогенерированные электроны. Эти электроны сначала накапливаются в изолирующем слое под ПЗС-матрицей, а затем последовательно экспортируются в аналого-цифровую схему схемой управления. В процессе изображение формируется с помощью схемы формирования изображения, такой как DSP. Самая большая разница между быстрым сканированием и медленным сканированием заключается в скорости экспорта фотоэлектронов и схемной системе. Быстрое сканирование экспортирует электроны с очень высокой частотой для достижения частоты обновления на уровне видео, но это приведет к потере электронов, увеличению шума и неполному опустошению фотогенерированных электронов. Напротив, медленное сканирование — это наоборот. Его схемотехника сосредоточена на накоплении фотогенерированных электронов. С точки зрения защиты производная частота невысока, но она гарантирует, что потери и потери электронов в процессе передачи сведены к минимуму. Его аналого-цифровой преобразователь имеет чрезвычайно высокий динамический диапазон и чувствительность, что гарантирует, что процесс преобразования сигнала не искажается, и в то же время, чтобы уменьшить тепловые эффекты, генерируемый шум обычно охлаждается системой охлаждения.
Прочитав приведенное выше объяснение, мы сможем понять, почему профессиональные камеры для научных исследований такие дорогие, начиная с материала и площади светочувствительного слоя ПЗС и заканчивая накоплением фотогенерируемых электронов, схемами экспорта электроники и схемами передачи. , схемы аналого-цифрового преобразования и изображения. Схема дисплея, контур охлаждения и качество изготовления профессиональных научно-исследовательских камер на каждом этапе отличаются от гражданских, а их стоимость в десятки и сотни раз больше. Есть только одна цель. Профессиональная камера может максимально полно улавливать все оптические сигналы. Вообще говоря, гражданские фотоаппараты или цифровые фотоаппараты могут отражать только менее 50% светового сигнала.
Основные показатели для оценки CCD
В основном включают значение пикселя, отношение сигнал / шум, температуру охлаждения и т. Д.
Отношение сигнал / шум (SNR)
Отношение сигнал / шум действительно отражает способность камеры к обнаружению. Чтобы улучшить характеристики камеры, все производители камер CCD изо всех сил стараются максимизировать сигнал (количество электронов, которые могут достичь полной лунки) при максимально возможном снижении шума.
SNR = полноразмерная электроника / шумовая электроника = динамический диапазон = максимальная серая шкала = 2-битное число
В той же полноразмерной электронной ПЗС-матрице уменьшение шума ПЗС может улучшить возможности контроля ПЗС-матрицы. Тепловой или темновой ток является шумом для ПЗС, и этот шум в основном можно устранить с помощью глубокого охлаждения Пельтье в ПЗС-матрице Cool. Когда выдержка превышает 5-10 секунд, ПЗС-чип нагревается. Без охлаждающего устройства «горячие» или белые пиксели будут закрывать изображение, и снежинки будут видны повсюду на изображении. Камера -20 ° C может снимать до 5 минут, а камера -40 ° C — более 1 часа.
Дизайн структуры ПЗС, метод оцифровки и т. Д. Будут влиять на генерацию шума. За счет улучшения конструкции и методов оптимизации также можно уменьшить шум.
Площадь пикселей
Этот индикатор является важным индикатором в микросхеме. Чем больше площадь пикселя, тем он более чувствителен к свету. Поскольку в области пикселя больше электронов, может быть сгенерировано больше сигналов. Большие пиксели увеличивают чувствительность, а маленькие пиксели увеличивают разрешение. Для улучшения качества изображения необходимо увеличивать количество пикселей ПЗС-матрицы. Следовательно, когда размер ПЗС фиксирован, увеличение пикселей означает уменьшение количества фотодиодов в пикселях. Мы знаем, что чем меньше площадь единичного пикселя, тем ниже светочувствительность, меньше отношение сигнал / шум и уже динамический диапазон. Следовательно, этот метод не может бесконечно увеличивать разрешение. Поэтому, если вы не увеличиваете площадь ПЗС и вслепую увеличиваете Разрешение, это приведет только к ухудшению качества изображения. Однако, если вы хотите сохранить существующее качество изображения при увеличении пикселей ПЗС, вы должны увеличить общую площадь ПЗС, сохраняя, по крайней мере, площадь единичного пикселя. В настоящее время труднее обрабатывать и изготавливать ПЗС большего размера, а производительность относительно невысока, поэтому стоимость не снизилась. Это противоречие трудно преодолеть для ПЗС-матриц.
· Оптические термины[汽车修理知识]
· Классификация и основные требования к автомобильным фарам[汽车修理知识]
· Автовладельцы: остерегайтесь семидюймовой альтернативы страхование автомобиля«[汽车保险知识]
· Устранение четырех недоразумений и урегулирование претензий стало несложным.[汽车保险知识]
·Частный страхование автомобиля стратегия[汽车保险知识]
