Skip to content

Vad är en CMOS bildsensor?

8 de augusti de 2021
What is a CMOS image sensor 5682c4585f9b586a9ef7f774

En kompletterande metalloxid-halvledare (CMOS) bildsensor är en typ av bildsensorteknik inuti vissa digitalkameror. Den består av en integrerad krets som registrerar en bild. Du kan tänka dig att bildsensorn liknar filmen i en gammal filmkamera. CMOS -sensorn består av miljontals pixelsensorer, som alla har en fotodetektor. När ljuset kommer in i kameran genom linsen träffar det CMOS -bildsensorn, vilket får varje fotodetektor att ackumulera en elektrisk laddning baserat på mängden ljus som träffar den. Digitalkameran omvandlar sedan laddningen till en digital avläsning, som bestämmer ljusstyrkan som mäts vid varje fotodetektor, liksom färgen. Programvaran som används för att visa foton konverterar avläsningarna till de enskilda pixlar som bildar bilden när de visas tillsammans.

CMOS kontra CCD

CMOS använder en något annorlunda teknik än en laddad kopplad enhet (CCD) – en annan typ av bildsensor som finns i digitalkameror. Fler digitalkameror använder CMOS -teknik än CCD eftersom CMOS -bildsensorer använder mindre ström och kan överföra data snabbare än CCD. CMOS -bildsensorer tenderar dock att kosta mer än CCD. Och eftersom bildsensorer har ökat i antal pixlar de spelar in, har CMOS bildsensors förmåga att flytta data snabbare på chipet och till andra komponenter i kameran blivit mer värdefull. I början av digitalkameror var batterierna större eftersom kamerorna var större, och därför var CCD: s högre strömförbrukning inte ett stort problem. Men eftersom digitalkameror krympt i storlek och krävde mindre batterier blev CMOS det bättre alternativet.

Fördelar med CMOS

Ett område där CMOS verkligen har en fördel jämfört med andra bildsensortekniker är i de uppgifter som den kan utföra på ett chip, snarare än att skicka bildsensordata till kamerans firmware eller programvara för bearbetning. Till exempel kan en CMOS -bildsensor utföra brusreduceringsmöjligheter direkt på chipet, vilket sparar tid när data flyttas inuti kameran. CMOS-bildsensorn kan också utföra analog-till-digital-omvandlingsprocesser på chipet-något CCD-bildsensorer inte kan göra. Vissa kameror kommer till och med att utföra autofokusarbete på själva CMOS -bildsensorn, vilket återigen förbättrar kamerans totala prestandahastigheter.

Fortsatta förbättringar i CMOS

I takt med att kameratillverkare har flyttat mot CMOS -teknik för bildsensorer i kameror har mer forskning gjorts om tekniken, vilket resulterat i ännu starka förbättringar. Till exempel, medan CCD -bildsensorer tidigare var billigare än CMOS att tillverka, har ytterligare forskningsfokus på CMOS -bildsensorer gjort att kostnaden för CMOS kan fortsätta sjunka. Ett område där denna tyngdpunkt på forskning har gynnat CMOS är inom teknik för svagt ljus. CMOS bildsensorer fortsätter att visa förbättringar i deras förmåga att spela in bilder med anständiga resultat vid fotografering i svagt ljus. Brusreduceringsfunktionerna för chip på CMOS har stadigt ökat under de senaste åren, vilket ytterligare förbättrar CMOS bildsensors förmåga att fungera bra i svagt ljus. En annan nyligen förbättrad CMOS var introduktionen av bakbelyst bildsensorteknik. Med denna design flyttas ledningarna som flyttar data från bildsensorn till kameran från bildsensorns framsida – där de kan blockera en del av ljuset som träffar sensorn – till baksidan. Detta hjälper CMOS -bildsensorn att prestera bättre i svagt ljus, samtidigt som chipets förmåga att flytta data vid hög hastighet bibehålls jämfört med CCD -bildsensorer.